Sống ở vùng núi địa hình đèo dốc hiểm trở, chứng kiến nhiều vụ tai nạn giao thông nghiêm trọng do sự cố phanh, nữ sinh Nguyễn Việt Trinh (học sinh lớp 11A3, trường THPT Krông Nô, huyện Krông Nô, Đắk Nông) đã sáng chế phanh điện từ nhằm hạn chế tình trạng mất phanh mỗi khi đi đèo.
Mô hình phanh điện từ của Việt Trinh đạt giải ba cuộc thi sáng chế cấp tỉnh, giải ba cuộc thi sáng tạo dành cho thanh thiếu niên nhi đồng toàn quốc lần thứ XII năm 2016. Trinh cho biết, từng chứng kiến, nghe kể nhiều vụ tai nạn giao thông vì mất phanh gây hậu quả nghiêm trọng, nên sau khi học về dòng diện Fu-cô (Foucault), Trinh nảy ra ý định áp dụng kiến thức học được vào thực tiễn cuộc sống và bắt đầu nghiên cứu về phanh điện từ. Mô hình phanh điện từ đang được sử dụng làm phanh phụ cho ô tô hiện nay (chủ yếu do nước ngoài sản xuất) có kích thước và trọng lượng lớn gây khó khăn trong việc thiết kế vị trí lắp đặt trên ô tô.
Để khắc phục nhược điểm trên, Trinh tìm đọc nhiều tài liệu và được biết, để làm giảm tốc độ chuyển động của một chi tiết cơ học, người ta dùng lực ma sát giữa một chi tiết đứng yên so với chi tiết chuyển động (các loại phanh được trang bị trên ô tô, xe máy hiện nay). Tuy nhiên, lực ma sát dễ gây nóng nhanh chóng làm hư hỏng các chi tiết ma sát với nhau.
Để tránh điều này, Trinh thử dùng lực điện từ thay thế cho lực ma sát bằng cách thay các cuộn dây chuyển động trong từ trường bằng một đĩa kim loại dày và đặc. Khi đó, dòng điện Fu-cô được sinh ra trong đĩa kim loại sẽ lớn hơn rất nhiều so với trong các cuộn dây, dẫn đến kích thước nhỏ gọn hơn mà vẫn đảm bảo được tác dụng của bộ phanh. Mặt khác, chi tiết chuyển động quay ở đây là đĩa kim loại đặc, liền khối nên lực li tâm không thể làm tách rời các phần của đĩa nên hiện tượng gây va quẹt làm hư hỏng, cháy nổ ít xảy ra.
Nguyễn Việt Trinh bên mô hình phanh điện từ.
Ý tưởng thực hiện mô hình phanh điện từ của Trinh nhanh chóng được thầy cô, bạn bè và gia đình ủng hộ. Trinh hào hứng bắt tay thực hiện vào tháng 2/2015 và hoàn thành trong vòng 2 tháng. "Quá trình làm, em gặp khó khăn nhất trong việc tìm kiếm vật liệu vì ở Đắk Nông không có xưởng và các đồ cơ khí chuyên nghiệp. Em phải đến nhiều điểm thu mua phế liệu, tiệm cơ khí tìm mua mỗi thứ một ít sau đó đem đi gia công cho phù hợp với kích cỡ của mô hình. Nhiều lần lắp đặt thất bại, nhưng nhờ sự động viên, hướng dẫn tận tình của thầy Phạm Minh Hà (giáo viên Vật lý), em đã thành công. Tổng chi phí mất khoảng 15 triệu đồng, số tiền này được nhà trường hỗ trợ", Trinh kể.
Khả năng ứng dụng rộng rãi
Thầy Phạm Minh Hà, giáo viên trực tiếp hướng dẫn Trinh, cho biết, Trinh là học sinh thông minh, luôn tìm tòi những kiến thức mới rồi áp dụng phù hợp với điều kiện thực tiễn nơi mình sinh sống. Điển hình là sáng chế phanh điện từ được đánh giá cao vì đã khắc phục được những tồn tại của phanh điện từ trước đó.
Thạc sĩ Trần Quốc Lâm, Phó trưởng bộ môn Vật lý Trường Đại học Tây Nguyên, đánh giá, là học sinh lớp 11, lại ở huyện còn nhiều khó khăn nhưng Trinh sáng chế được mô hình rất hiệu quả, thiết thực, đáng ghi nhận và khuyến khích. Bởi việc áp dụng lý thuyết vào thực tế chế tạo thành sản phẩm không hề dễ, đòi hỏi sự tỉ mỉ và phải có kỹ thuật cơ khí.
Trước đó, phanh điện từ trong các loại xe ô tô đã được áp dụng ở nước ngoài, nhưng Việt Nam hầu như chỉ sử dụng ở các xe có trọng tải lớn, còn lại chủ yếu dùng phanh bố. Mô hình của Việt Trinh có thể lắp cho các loại xe công nông, máy cày ở miền núi, nơi có địa hình dốc cao nguy hiểm... để tăng tính an toàn. Đây còn là mô hình mẫu giúp giáo viên giảng dạy hiệu quả, là dụng cụ hữu ích giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách trực quan.