Kemaknitan

Semua zat dalam medan magnet bersifat magnetis (medan magnet internal muncul di dalamnya). Tergantung pada ukuran dan arahnya bidang dalam zat dibagi menjadi:

1) bahan diamagnetik,

2) bahan paramagnetik,

3) feromagnet.

Magnetisasi suatu zat ditandai dengan permeabilitas magnetik,

Induksi magnetik dalam materi,

Induksi magnetik dalam ruang hampa.

Setiap atom dapat dicirikan oleh momen magnet .

Kuat arus pada rangkaian, - luas rangkaian, - vektor normal terhadap permukaan rangkaian.

Arus mikro atom diciptakan oleh pergerakan elektron negatif di orbit dan sekitarnya porosnya sendiri, serta rotasi inti positif pada porosnya sendiri.

1. Diamagnet.

Bila tidak bidang luar, dalam atom bahan diamagnetik arus elektron dan inti dikompensasi. Total arus mikro suatu atom dan nya momen magnetik sama dengan nol.

Dalam medan magnet luar, arus elementer bukan nol diinduksi (diinduksi) dalam atom. Momen magnet atom berorientasi pada arah yang berlawanan.

Sebuah bidang kecilnya sendiri tercipta, berlawanan dengan bidang eksternal, melemahkannya.

Dalam bahan diamagnetik.

Karena< , то для диамагнетиков 1.

2. Paramagnet

DI DALAM paramagnet arus mikro atom dan momen magnetnya tidak sama dengan nol.

Tanpa medan eksternal, arus mikro ini letaknya kacau.

Dalam medan magnet luar, arus mikro atom paramagnetik berorientasi sepanjang medan, memperkuatnya.

Dalam bahan paramagnetik, induksi magnet = + sedikit melebihi .

Untuk paramagnet, 1. Untuk dia- dan paramagnet, kita asumsikan 1.

Tabel 1. Permeabilitas magnetik bahan para dan diamagnetik.

Magnetisasi bahan paramagnetik bergantung pada suhu, karena Pergerakan termal atom mencegah susunan arus mikro yang teratur.

Sebagian besar zat di alam bersifat paramagnetik.

Medan magnet intrinsik dalam dia- dan paramagnet tidak signifikan dan musnah jika zat dikeluarkan dari medan luar (atom kembali ke keadaan semula, zat mengalami kerusakan magnetik).

3. Feromagnet

Permeabilitas magnetik feromagnet mencapai ratusan ribu dan bergantung pada besarnya medan magnet ( zat yang sangat magnetis).

Ferromagnet: besi, baja, nikel, kobalt, paduan dan senyawanya.

Dalam feromagnet, terdapat wilayah magnetisasi spontan (“domain”) di mana semua arus mikro atom berorientasi dengan cara yang sama. Ukuran domainnya mencapai 0,1 mm.

Dengan tidak adanya medan eksternal, momen magnet dari masing-masing domain diorientasikan dan dikompensasi secara acak. Di bidang eksternal, domain-domain di mana arus mikro memperkuat bidang eksternal meningkatkan ukurannya dengan mengorbankan domain tetangga. Medan magnet yang dihasilkan =+ pada feromagnet jauh lebih kuat dibandingkan bahan para- dan diamagnetik.

Domain yang mengandung miliaran atom memiliki kelembaman dan tidak segera kembali ke keadaan semula yang tidak teratur. Oleh karena itu, jika feromagnet dihilangkan dari medan luar, maka medannya sendiri akan tetap ada untuk waktu yang lama.

Magnet mengalami kerusakan magnetik selama penyimpanan jangka panjang (seiring waktu, domain kembali ke keadaan kacau).

Metode demagnetisasi lainnya adalah pemanasan. Untuk setiap feromagnet terdapat suhu tertentu (disebut “titik Curie”) di mana ikatan antar atom dalam domain terputus. Dalam hal ini, feromagnet berubah menjadi paramagnet dan terjadi demagnetisasi. Misalnya, titik Curie untuk besi adalah 770°C.

Medan magnet kumparan ditentukan oleh arus dan kekuatan medan tersebut, serta induksi medan. Itu. Induksi medan dalam ruang hampa sebanding dengan besarnya arus. Jika medan magnet tercipta dalam lingkungan atau zat tertentu, maka medan tersebut mempengaruhi zat tersebut, dan pada gilirannya, mengubah medan magnet dengan cara tertentu.

Suatu zat yang terletak di medan magnet luar menjadi magnet dan medan magnet internal tambahan muncul di dalamnya. Hal ini terkait dengan pergerakan elektron sepanjang orbit intra-atom, serta di sekitar porosnya sendiri. Pergerakan elektron dan inti atom dapat dianggap sebagai arus melingkar elementer.

Sifat magnetik arus melingkar dasar dicirikan oleh momen magnet.

Dengan tidak adanya medan magnet luar, arus elementer di dalam suatu zat berorientasi secara acak (kacau) dan, oleh karena itu, momen magnet total atau total sama dengan nol dan di ruang sekitarnya medan magnet arus internal dasar tidak terdeteksi.

Pengaruh medan magnet luar terhadap arus elementer suatu zat adalah orientasi sumbu rotasi partikel bermuatan berubah sehingga momen magnetnya diarahkan ke satu arah. (menuju medan magnet luar). Intensitas dan sifat magnetisasi zat yang berbeda dalam medan magnet luar yang sama berbeda secara signifikan. Besaran yang mencirikan sifat-sifat medium dan pengaruh medium terhadap kerapatan medan magnet disebut mutlak permeabilitas magnetik atau permeabilitas magnetik medium (μ Dengan ) . Ini adalah relasinya = . diukur [ μ Dengan ]=Gn/m.

Permeabilitas magnet mutlak suatu ruang hampa disebut konstanta magnet μ HAI =4π 10 -7 jam/m.

Perbandingan permeabilitas magnet mutlak terhadap konstanta magnet disebut permeabilitas magnetik relatifμc /μ 0 =μ. Itu. permeabilitas magnet relatif adalah nilai yang menunjukkan berapa kali permeabilitas magnet mutlak suatu medium lebih besar atau lebih kecil dari permeabilitas mutlak ruang hampa. μ adalah besaran tak berdimensi yang bervariasi dalam rentang yang luas. Nilai inilah yang menjadi dasar untuk membagi seluruh materi dan media menjadi tiga kelompok.

Diamagnet . Zat-zat ini memiliki μ< 1. К ним относятся - медь, серебро, цинк, ртуть, свинец, сера, хлор, вода и др. Например, у меди μ Cu = 0,999995. Эти вещества слабо взаимодействуют с магнитом.

Paramagnet . Zat-zat ini memiliki μ > 1. Ini termasuk aluminium, magnesium, timah, platinum, mangan, oksigen, udara, dll. Udara = 1,0000031. . Zat-zat ini, seperti bahan diamagnetik, berinteraksi lemah dengan magnet.

Untuk perhitungan teknis, μ benda diamagnetik dan paramagnetik dianggap sama dengan satu.

Feromagnet . Ini adalah kelompok zat khusus yang memainkan peran besar dalam teknik kelistrikan. Zat-zat ini memiliki μ >> 1. Ini termasuk besi, baja, besi cor, nikel, kobalt, gadolinium dan paduan logam. Zat-zat ini tertarik kuat pada magnet. Untuk zat ini, μ = 600-10.000. Untuk beberapa paduan, μ mencapai nilai rekor hingga 100.000. Perlu dicatat bahwa μ untuk bahan feromagnetik tidak konstan dan bergantung pada kekuatan medan magnet, jenis bahan dan suhu .

Besarnya nilai µ dalam feromagnet dijelaskan oleh fakta bahwa feromagnet mengandung daerah magnetisasi spontan (domain), di mana momen magnet dasar diarahkan dengan cara yang sama. Ketika dilipat, mereka membentuk momen magnetik umum dari domain.

Dengan tidak adanya medan magnet, momen magnet dari domain berorientasi acak dan momen magnet total suatu benda atau zat adalah nol. Di bawah pengaruh medan luar, momen magnet domain berorientasi pada satu arah dan membentuk momen magnet umum benda, diarahkan ke arah yang sama dengan medan magnet luar.

Ini fitur penting digunakan dalam praktik dengan menggunakan inti feromagnetik dalam kumparan, yang memungkinkan peningkatan tajam induksi magnet dan fluks magnet pada nilai arus dan jumlah lilitan yang sama atau, dengan kata lain, memusatkan medan magnet dalam jumlah yang relatif kecil. volume.

Permeabilitas magnetik- besaran fisika, koefisien (tergantung pada sifat medium) yang mencirikan hubungan antara induksi magnet teksvc tidak ditemukan; Lihat matematika/README untuk bantuan pengaturan.): (B) dan kekuatan medan magnet Tidak dapat mengurai ekspresi (File yang dapat dieksekusi teksvc tidak ditemukan; Lihat matematika/README untuk bantuan pengaturan.): (H) dalam materi. Untuk lingkungan yang berbeda koefisien ini berbeda, sehingga mereka berbicara tentang permeabilitas magnetik suatu media tertentu (artinya komposisi, keadaan, suhu, dll.).

Pertama kali ditemukan dalam karya Werner Siemens tahun 1881 "Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus" ("Kontribusi pada Teori Elektromagnetisme").

Biasanya dilambangkan surat Yunani Tidak dapat mengurai ekspresi (File yang dapat dieksekusi teksvc . Ia dapat berupa skalar (untuk zat isotropik) atau tensor (untuk zat anisotropik).

Secara umum, hubungan antara induksi magnet dan kekuatan medan magnet melalui permeabilitas magnet diperkenalkan sebagai

Dan Tidak dapat mengurai ekspresi (File yang dapat dieksekusi teksvc tidak ditemukan; Lihat math/README untuk bantuan pengaturan.): \mu V kasus umum di sini harus dipahami sebagai tensor, yang dalam notasi komponennya sesuai dengan:

Untuk zat isotropik perbandingannya:

dapat dipahami dalam arti mengalikan vektor dengan skalar (permeabilitas magnet dalam hal ini direduksi menjadi skalar).

Seringkali sebutannya Tidak dapat mengurai ekspresi (File yang dapat dieksekusi teksvc tidak ditemukan; Lihat math/README untuk bantuan pengaturan.): \mu digunakan secara berbeda dibandingkan di sini, yaitu untuk permeabilitas magnetik relatif (dalam hal ini Tidak dapat mengurai ekspresi (File yang dapat dieksekusi teksvc tidak ditemukan; Lihat math/README untuk bantuan pengaturan.): \mu bertepatan dengan yang ada di GHS).

Dimensi permeabilitas magnet mutlak dalam SI sama dengan dimensi konstanta magnet yaitu Gn / atau / 2.

Permeabilitas magnet relatif dalam SI berhubungan dengan kerentanan magnet χ melalui hubungan tersebut

Klasifikasi zat berdasarkan nilai permeabilitas magnetik

Sebagian besar zat termasuk dalam kelas diamagnet ( Tidak dapat mengurai ekspresi (File yang dapat dieksekusi teksvc tidak ditemukan; Lihat math/README untuk bantuan pengaturan.): \mu \lessapprox 1), atau ke kelas paramagnet ( Tidak dapat mengurai ekspresi (File yang dapat dieksekusi teksvc tidak ditemukan; Lihat math/README untuk bantuan pengaturan.): \mu \gtrkira-kira 1). Namun sejumlah zat (feromagnet), misalnya besi, memiliki sifat kemagnetan yang lebih menonjol.

Dalam feromagnet, karena histeresis, konsep permeabilitas magnetik, sebenarnya, tidak berlaku. Namun, dalam kisaran perubahan medan magnetisasi tertentu (sehingga magnetisasi sisa dapat diabaikan, tetapi sampai jenuh), masih mungkin, dengan perkiraan yang lebih baik atau lebih buruk, untuk menyajikan ketergantungan ini sebagai linier (dan untuk magnet lunak). bahan, batasan dari bawah mungkin tidak terlalu signifikan dalam praktiknya), dan dalam hal ini, nilai permeabilitas magnetik juga dapat diukur untuk bahan tersebut.

Permeabilitas magnetik beberapa zat dan bahan

Kerentanan magnetik beberapa zat

Kerentanan magnetis dan permeabilitas magnetis beberapa bahan

Lihat juga

Tulis ulasan tentang artikel "Permeabilitas magnetik"

Catatan

Kutipan yang mencirikan permeabilitas magnetik

Saya sangat terkejut, tidak seperti yang pernah saya lihat sebelumnya, kami mendapati diri kami berada di waktu dan tempat yang sangat berbeda, mirip dengan Prancis, dan pakaiannya mengingatkan kita pada abad kedelapan belas. Sebuah kereta tertutup yang indah sedang melaju di sepanjang jalan berbatu yang lebar, di dalamnya duduk seorang pria muda dan seorang wanita dengan setelan yang sangat mahal, dan tampaknya dalam suasana hati yang sangat buruk... Pria muda itu dengan keras kepala membuktikan sesuatu kepada gadis itu, dan dia , tidak mendengarkannya sama sekali, melayang dengan tenang di suatu tempat dalam mimpimu daripada pemuda sangat menjengkelkan...
- Kamu tahu, itu dia! Ini sama" anak kecil“... hanya setelah bertahun-tahun,” bisik Stella pelan.
- Bagaimana kamu tahu kalau itu benar-benar dia? – masih kurang paham, tanyaku.
- Ya, tentu saja, ini sangat sederhana! – gadis kecil itu menatapku dengan heran. – Kita semua memiliki esensi, dan esensi memiliki “kunci” tersendiri yang dapat digunakan untuk menemukan kita masing-masing, Anda hanya perlu tahu cara mencarinya. Lihat...
Dia menunjukkan padaku bayinya lagi, putra Harold.
– Pikirkan tentang esensinya, dan Anda akan melihat...
Dan saya segera melihat entitas yang transparan, bersinar terang, dan sangat kuat, yang di dadanya terdapat bintang energi “berlian” yang tidak biasa terbakar. “Bintang” ini bersinar dan berkilauan dengan segala warna pelangi, terkadang mengecil, terkadang bertambah, seolah berdenyut perlahan, dan berkilau begitu terang, seolah-olah benar-benar tercipta dari berlian yang paling menakjubkan.
– Apakah Anda melihat bintang terbalik yang aneh di dadanya? - Ini adalah "kunci" nya. Dan jika Anda mencoba mengikutinya seperti seutas benang, maka itu akan membawa Anda langsung ke Axel, yang memiliki bintang yang sama - ini adalah esensi yang sama, hanya dalam inkarnasi berikutnya.
Saya memandangnya dengan segenap mata saya, dan rupanya memperhatikan hal ini, Stella tertawa dan dengan riang mengakui:
– Jangan berpikir bahwa saya sendiri – nenek saya yang mengajari saya!..
Saya sangat malu karena merasa benar-benar tidak kompeten, tetapi keinginan untuk mengetahui lebih banyak seratus kali lebih kuat daripada rasa malu apa pun, jadi saya menyembunyikan harga diri saya sedalam mungkin dan dengan hati-hati bertanya:
– Bagaimana dengan “realitas” menakjubkan yang kita lihat di sini sekarang? Bagaimanapun, ini milik orang lain kehidupan konkrit, dan kamu tidak menciptakannya dengan cara yang sama seperti kamu menciptakan seluruh duniamu?
- Oh tidak! – gadis kecil itu kembali senang mendapat kesempatan untuk menjelaskan sesuatu kepada saya. - Tentu saja tidak! Ini hanyalah masa lalu yang pernah dialami semua orang, dan saya hanya akan membawa Anda dan saya ke sana.
- Dan Harold? Bagaimana dia melihat semua ini?
- Oh, itu mudah baginya! Dia sama sepertiku, mati, jadi dia bisa bergerak kemanapun dia mau. Dia tidak memilikinya lagi tubuh fisik, jadi intinya dia tidak mengenal hambatan apapun disini dan bisa berjalan kemanapun dia mau... sama sepertiku... - gadis kecil itu menyelesaikannya dengan lebih sedih.
Sedihnya aku berpikir bahwa apa yang baginya hanyalah “pemindahan sederhana ke masa lalu”, bagiku, rupanya untuk waktu yang lama akan menjadi “misteri di balik tujuh kunci”... Tapi Stella, seolah mendengar pikiranku, segera bergegas ke yakinkan aku:
- Anda akan lihat, ini sangat sederhana! Anda hanya perlu mencoba.
– Dan “kunci” ini, apakah tidak pernah diulangi oleh orang lain? – Saya memutuskan untuk melanjutkan pertanyaan saya.
“Tidak, tapi terkadang terjadi hal lain…” entah kenapa, si kecil menjawab sambil tersenyum lucu. “Itulah tepatnya bagaimana aku tertangkap pada awalnya, dan mereka bahkan memukuliku dengan sangat parah... Oh, itu sangat bodoh!..”
- Bagaimana? – Saya bertanya, sangat tertarik.
Stella langsung menjawab dengan riang:
- Oh, itu lucu sekali! - dan setelah berpikir sejenak, dia menambahkan, “tapi itu juga berbahaya... Saya mencari di semua “lantai” untuk inkarnasi masa lalu nenek saya, dan bukannya dia, entitas yang sama sekali berbeda datang melalui “utas” nya. , yang entah bagaimana berhasil “meniru” “ bunga" milik nenek saya (tampaknya juga merupakan "kunci"!) dan, saat saya sempat bersukacita karena akhirnya menemukannya, entitas asing ini tanpa ampun memukul dada saya. Ya, sedemikian rupa sehingga jiwaku hampir terbang!..
- Bagaimana kamu menyingkirkannya? – Saya terkejut.
“Yah, sejujurnya, aku tidak membuangnya…” gadis itu merasa malu. - Aku baru saja menelepon nenekku...
– Apa yang Anda sebut “lantai”? – Saya masih belum bisa tenang.
– Nah, ini adalah “dunia” yang berbeda di mana esensi orang mati hidup... Di dunia yang paling indah dan tertinggi hidup mereka yang baik... dan, mungkin, yang terkuat juga.
- Orang sepertimu? – Aku bertanya sambil tersenyum.
- Oh, tidak, tentu saja! Saya mungkin sampai di sini secara tidak sengaja. – Gadis itu berkata dengan sangat tulus. – Tahukah kamu apa yang paling menarik? Dari “lantai” ini kita bisa berjalan kemana-mana, tapi dari yang lain tidak ada yang bisa sampai disini… Menarik bukan?..
Ya, itu sangat aneh dan sangat menarik untuk otak saya yang “kelaparan”, dan saya sangat ingin tahu lebih banyak!.. Mungkin karena sampai hari itu belum ada yang benar-benar menjelaskan apa pun kepada saya, tetapi kadang-kadang ada yang memberi (seperti , misalnya, "teman bintang" saya), dan oleh karena itu, penjelasan kekanak-kanakan yang sederhana pun telah membuat saya sangat bahagia dan membuat saya semakin mendalami eksperimen, kesimpulan, dan kesalahan saya... seperti biasa, menemukan segala sesuatu yang ada terjadi semakin tidak jelas. Masalah saya adalah saya dapat melakukan atau membuat yang "tidak biasa" dengan sangat mudah, tetapi masalahnya adalah saya juga ingin memahami bagaimana saya membuat semuanya... Dan inilah tepatnya yang belum terlalu berhasil saya lakukan...

Permeabilitas magnet mutlak – ini adalah koefisien proporsionalitas yang memperhitungkan pengaruh lingkungan di mana kabel berada.

Untuk mendapatkan gambaran tentang sifat kemagnetan medium, medan magnet di sekitar kawat berarus pada medium tertentu dibandingkan dengan medan magnet di sekitar kawat yang sama, tetapi terletak dalam ruang hampa. Ditemukan bahwa dalam beberapa kasus, medan tersebut lebih intens daripada di ruang hampa, dalam kasus lain - lebih sedikit.

Ada:

v Bahan paramagnetik dan lingkungan di mana MF yang lebih kuat diperoleh (natrium, kalium, aluminium, platinum, mangan, udara);

v Bahan diamagnetik dan lingkungan yang medan magnetnya lebih lemah (perak, merkuri, air, kaca, tembaga);

v Bahan feromagnetik yang menghasilkan medan magnet terkuat (besi, nikel, kobalt, besi tuang dan paduannya).

Permeabilitas magnet mutlak untuk zat yang berbeda mempunyai ukuran yang berbeda-beda.

Konstanta magnet – Ini adalah permeabilitas magnetik absolut dari ruang hampa.

Permeabilitas magnet relatif medium- besaran tak berdimensi yang menunjukkan berapa kali permeabilitas magnet absolut suatu zat lebih besar atau lebih kecil dari konstanta magnet:

Untuk zat diamagnetik - , untuk zat paramagnetik - (untuk perhitungan teknis benda diamagnetik dan paramagnetik diambil sama dengan satu), untuk bahan feromagnetik - .

Ketegangan MP N mencirikan kondisi eksitasi MF. Ketegangan di lingkungan yang homogen tidak bergantung pada sifat kemagnetan zat tempat terciptanya medan, tetapi memperhitungkan pengaruh besar arus dan bentuk penghantar terhadap intensitas medan magnet pada suatu titik tertentu.

Ketegangan anggota parlemen – besaran vektor. Arah vektor N Untuk media isotropik(media dengan sifat magnet yang sama ke segala arah) , bertepatan dengan arah medan magnet atau vektor pada suatu titik tertentu.

Kekuatan medan magnet yang tercipta berbagai sumber, ditunjukkan pada Gambar. 13.

Fluks magnet- Ini jumlah total garis magnet yang melewati seluruh permukaan yang diperiksa. Fluks magnet F atau aliran MI melalui area tersebut S , tegak lurus garis magnet sama dengan produk induksi magnetik DI DALAM dengan jumlah area yang ditembus oleh fluks magnet ini.

42) Ketika inti besi dimasukkan ke dalam kumparan, medan magnet meningkat dan inti menjadi termagnetisasi. Efek ini ditemukan oleh Ampere. Ia juga menemukan bahwa induksi medan magnet pada suatu zat bisa lebih besar atau lebih kecil dari induksi medan itu sendiri. Zat-zat seperti itu kemudian disebut magnet.

Kemaknitan– ini adalah zat yang dapat mengubah sifat medan magnet luar.

Permeabilitas magnetik zat ditentukan oleh perbandingan:

B 0 adalah induksi medan magnet luar, B adalah induksi di dalam zat.

Tergantung pada perbandingan B dan B 0, zat dibagi menjadi tiga jenis:

1) Diamagnet(M<1), к ним относятся unsur kimia: Cu, Ag, Au, Hg. Permeabilitas magnetik m=1-(10 -5 - 10 -6) sedikit berbeda dari kesatuan.

Golongan zat ini ditemukan oleh Faraday. Zat-zat ini “didorong” keluar dari medan magnet. Jika Anda menggantungkan batang diamagnetik di dekat kutub elektromagnet yang kuat, batang tersebut akan ditolak. Oleh karena itu, garis induksi medan dan magnet diarahkan ke arah yang berbeda.

2) Paramagnet memiliki permeabilitas magnet m>1, dan in dalam hal ini itu juga sedikit melebihi kesatuan: m=1+(10 -5 - 10 -6). Bahan magnet jenis ini mengandung unsur kimia Na, Mg, K, Al.

Permeabilitas magnetik bahan paramagnetik bergantung pada suhu dan menurun seiring meningkatnya suhu. Tanpa medan magnet, bahan paramagnetik tidak akan menghasilkan medan magnetnya sendiri. Tidak ada paramagnet permanen di alam.

3) Feromagnet(m>>1): Fe, Co, Ni, Cd.

Zat-zat ini dapat berada dalam keadaan termagnetisasi tanpa adanya medan luar. Adanya sisa magnetisme salah satu properti penting feromagnet. Saat dipanaskan hingga suhu tinggi sifat feromagnetik zat tersebut hilang. Suhu di mana sifat-sifat ini hilang disebut Suhu Curie(misalnya untuk besi T Curie = 1043 K).

Pada suhu di bawah titik Curie, feromagnet terdiri dari domain. Domain– ini adalah area magnetisasi spontan spontan (Gbr. 9.21). Ukuran domainnya kira-kira 10 -4 -10 -7 m. Keberadaan magnet disebabkan oleh munculnya daerah magnetisasi spontan pada materi. Magnet besi dapat mempertahankan sifat kemagnetannya dalam waktu yang lama, karena domain-domain di dalamnya tersusun secara teratur (mendominasi satu arah). Sifat kemagnetan akan hilang jika magnet dipukul dengan keras atau terlalu panas. Sebagai akibat dari pengaruh ini, domain menjadi “tidak teratur”.

Gambar 9.21. Bentuk domain: a) tanpa adanya medan magnet, b) dengan adanya medan magnet luar.

Domain dapat direpresentasikan sebagai arus tertutup dalam mikrovolume bahan magnetik. Domain tersebut diilustrasikan dengan baik pada Gambar 9.21, yang menunjukkan bahwa arus dalam domain bergerak sepanjang loop tertutup yang terputus. Arus elektron tertutup menyebabkan munculnya medan magnet yang tegak lurus bidang orbit elektron. Dengan tidak adanya medan magnet luar, medan magnet domain diarahkan secara kacau. Medan magnet ini berubah arah di bawah pengaruh medan magnet luar. Magnet, sebagaimana telah disebutkan, dibagi menjadi beberapa kelompok tergantung pada bagaimana medan magnet domain bereaksi terhadap aksi medan magnet luar. Dalam bahan diamagnetik, medan magnet lagi domain diarahkan ke samping, tindakan sebaliknya medan magnet luar, dan pada bahan paramagnetik, sebaliknya, searah dengan aksi medan magnet luar. Namun, jumlah domain medan magnet yang dikirim ke sisi yang berlawanan, berbeda dengan jumlah yang sangat kecil. Oleh karena itu, permeabilitas magnet m pada dia- dan paramagnet berbeda satu sama lain dengan besaran orde 10 -5 - 10 -6. Dalam feromagnet, jumlah domain dengan medan magnet searah medan luar jauh lebih banyak daripada jumlah domain dengan arah medan magnet berlawanan.

Kurva magnetisasi. Lingkaran histeresis. Fenomena magnetisasi disebabkan oleh adanya sisa magnetisme akibat aksi medan magnet luar pada suatu zat.

histeresis magnetik adalah fenomena keterlambatan perubahan induksi magnet pada feromagnet relatif terhadap perubahan kekuatan medan magnet luar.

Gambar 9.22 menunjukkan ketergantungan medan magnet suatu zat terhadap medan magnet luar B=B(B 0). Selain itu, medan luar diplot sepanjang sumbu Ox, dan magnetisasi zat diplot sepanjang sumbu Oy. Peningkatan medan magnet luar menyebabkan peningkatan medan magnet zat sepanjang garis hingga suatu nilai. Mengurangi medan magnet luar menjadi nol menyebabkan penurunan medan magnet pada zat (di titik Dengan) dengan nilainya Ke timur(magnetisasi sisa, yang nilainya lebih besar dari nol). Efek ini merupakan konsekuensi dari keterlambatan magnetisasi sampel.

Nilai induksi medan magnet luar yang diperlukan untuk demagnetisasi lengkap suatu zat (titik d pada Gambar 9.21) disebut kekuatan koersif. Nilai nol magnetisasi sampel diperoleh dengan mengubah arah medan magnet luar ke suatu nilai. Terus meningkatkan medan magnet luar dalam arah yang berlawanan sampai nilai maksimum, bawa ke nilainya. Kemudian, kita mengubah arah medan magnet, meningkatkannya kembali ke nilainya. Dalam hal ini, zat kita tetap termagnetisasi. Hanya besarnya induksi medan magnet yang dimilikinya arah berlawanan dibandingkan dengan nilai pada titik tersebut. Dengan terus meningkatkan nilai induksi magnet ke arah yang sama, kita mencapai demagnetisasi lengkap zat di titik , dan kemudian kita menemukan diri kita lagi di titik . Jadi, kita dapatkan fungsi tertutup, yang menggambarkan siklus pembalikan magnetisasi lengkap. Ketergantungan induksi medan magnet sampel pada besarnya medan magnet luar selama siklus pembalikan magnetisasi lengkap disebut lingkaran histeresis. Bentuk lingkaran histeresis adalah salah satu ciri utama zat feromagnetik. Namun, tidak mungkin mencapai sasaran dengan cara ini.

Saat ini, mendapatkan medan magnet yang kuat cukup mudah. Jumlah besar instalasi dan perangkat beroperasi magnet permanen. Mereka mencapai tingkat radiasi 1–2 T pada suhu kamar. Dalam volume kecil, fisikawan telah belajar untuk memperoleh medan magnet konstan hingga 4 Tesla, menggunakan paduan khusus untuk tujuan ini. Pada suhu rendah, pada urutan suhu helium cair, diperoleh medan magnet di atas 10 Tesla.

43) Hukum induksi elektromagnetik(Faraday-Maxwell z.). aturan Lenz

Meringkas hasil eksperimennya, Faraday merumuskan hukum induksi elektromagnetik. Dia menunjukkan bahwa dengan perubahan fluks magnet dalam rangkaian konduksi tertutup, arus yang diinduksi. Akibatnya, di sirkuit timbullah emf yang diinduksi.

GGL induksi berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnet terhadap waktu. Notasi matematika Hukum ini dirumuskan oleh Maxwell sehingga disebut hukum Faraday-Maxwell (hukum induksi elektromagnetik).

Tentu saja, medan induksi diciptakan di dalam besi, bukan di udara. Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa dibandingkan dengan udara, besi 2400 kali lebih “permeabel” terhadap medan magnet.

Permeabilitas magnetik relatif besi dapat disebut rasio induksi magnetik di besi dan di udara

jika medan magnet diamati di dalam kumparan cincin yang identik, salah satunya dililitkan cincin besi, dan yang lainnya tidak mengandung benda feromagnetik.

Dalam hal ini tentu saja nilai induksi dan в ditentukan pada nilai yang sama dari arus total spesifik.

Permeabilitas magnetik dari bahan feromagnetik yang sama di arti yang berbeda induksi berbeda. Faktanya, bayangkan karakteristik magnetik yang ditunjukkan pada Gambar. 3.4, dalam bentuk tabel: baris pertama berisi nilai arus total spesifik, baris kedua - nilai induksi magnet yang diamati pada besi (cincin tertutup di dalam kumparan), baris ketiga - the nilai induksi magnet pada kumparan cincin yang sama tanpa benda feromagnetik, meningkat 10.000 kali lipat.

Baris pertama tabel sesuai dengan eksperimen berdasarkan karakteristik magnetik pada Gambar. 3.4. Baris kedua dihitung menggunakan rumus

Nilai permeabilitas magnet relatif untuk berbagai induksi dihitung menggunakan rumus

Seperti dapat dilihat dari tabel, permeabilitas magnet mula-mula meningkat dan kemudian menurun. Hasil yang diperoleh dapat digambarkan dengan grafik seperti pada Gambar. 3.5.

Beras. 3.5. Permeabilitas magnetik relatif besi murni tergantung pada arus total spesifik

Studi pertama tentang sifat magnetik bahan pada sampel cincin tertutup dan pembentukan sifat serta perubahan permeabilitas dengan medan dilakukan oleh profesor Universitas Moskow A. G. Stoletov. Ditegaskannya, bagi pengembangan teknik elektro, mengetahui sifat kemagnetan baja sama pentingnya dengan mengetahui sifat uap bagi pembuat mesin uap.

Penurunan permeabilitas magnet relatif dengan meningkatnya induksi merupakan yang kedua fitur karakteristik benda feromagnetik. Pada awalnya mereka mudah termagnetisasi; induksi magnetik mencapai nilai-nilai besar pada arus magnetisasi yang cukup lemah. Namun, peningkatan induksi magnet lebih lanjut memerlukan peningkatan arus yang semakin signifikan - sangat sulit untuk membuat induksi di atas sekitar 2,0-2,2 Tesla pada besi. Hal ini ditunjukkan dengan arah datar dari karakteristik magnet yang ditunjukkan pada Gambar. 3.4, di wilayah induksi besar.

Untuk meningkatkan induksi dari 1,65 menjadi perlu untuk meningkatkan arus total spesifik dari 100 menjadi 1000 A. Namun untuk meningkatkan induksi lebih lanjut, perlu untuk meningkatkan arus magnetisasi menjadi 2000 A/cm (lihat Tabel 3.1). Ketika keteraturan diinduksi, seperti yang mereka katakan, saturasi magnetik terjadi.

Contoh 1. Pada kumparan berbentuk cincin dengan jumlah lilitan sebesar panjang sedang inti baja 25 cm mengalir arus I = 1 A. Fluks magnet pada inti baja mempunyai penampang ternyata setara