Magnetai

Visos medžiagos, esančios magnetiniame lauke, yra įmagnetintos (jose atsiranda vidinis magnetinis laukas). Priklausomai nuo dydžio ir krypties vidinis laukas medžiagos skirstomos į:

1) diamagnetinės medžiagos,

2) paramagnetinės medžiagos,

3) feromagnetai.

Medžiagos įmagnetinimui būdingas magnetinis pralaidumas,

Magnetinė indukcija materijoje,

Magnetinė indukcija vakuume.

Bet kurį atomą galima apibūdinti magnetiniu momentu .

Srovės stipris grandinėje, - grandinės plotas, - normalus grandinės paviršiaus vektorius.

Atomo mikrosrovę sukuria neigiamų elektronų judėjimas orbitoje ir aplinkui savo ašį, taip pat teigiamo branduolio sukimasis aplink savo ašį.

1. Diamagnetai.

Kai ne išorinis laukas, atomuose diamagnetinės medžiagos elektronų ir branduolių srovės kompensuojamos. Bendra atomo mikrosrovė ir jos magnetinis momentas yra lygūs nuliui.

Išoriniame magnetiniame lauke atomuose indukuojamos (indukuojamos) nulinės elementarios srovės. Atomų magnetiniai momentai orientuoti priešinga kryptimi.

Sukuriamas mažas savas laukas, nukreiptas priešingam išoriniam, jį silpninantis.

Diamagnetinėse medžiagose.

Nes< , то для диамагнетиков 1.

2. Paramagnetai

IN paramagnetai atomų mikrosrovės ir jų magnetiniai momentai nėra lygūs nuliui.

Be išorinio lauko šios mikrosrovės išsidėsčiusios chaotiškai.

Išoriniame magnetiniame lauke paramagnetinių atomų mikrosrovės yra nukreiptos išilgai lauko, jį sustiprindamos.

Paramagnetinėje medžiagoje magnetinė indukcija = + šiek tiek viršija .

Paramagnetams 1. Dia- ir paramagnetams galime manyti, kad 1.

1 lentelė. Para- ir diamagnetinių medžiagų magnetinis pralaidumas.

Paramagnetinių medžiagų įmagnetinimas priklauso nuo temperatūros, nes Šiluminis atomų judėjimas neleidžia tinkamai išdėstyti mikrosrovių.

Dauguma gamtoje esančių medžiagų yra paramagnetinės.

Vidinis magnetinis laukas dia- ir paramagnetuose yra nereikšmingas ir sunaikinamas, jei medžiaga pašalinama iš išorinio lauko (atomai grįžta į pradinę būseną, medžiaga išmagnetinama).

3. Feromagnetai

Magnetinis pralaidumas feromagnetai siekia šimtus tūkstančių ir priklauso nuo įmagnetinimo lauko dydžio ( labai magnetinės medžiagos).

Feromagnetai: geležis, plienas, nikelis, kobaltas, jų lydiniai ir junginiai.

Feromagnetuose yra spontaniško įmagnetinimo sritys („domenai“), kuriose visos atominės mikrosrovės yra orientuotos vienodai. Domeno dydis siekia 0,1 mm.

Nesant išorinio lauko, atskirų sričių magnetiniai momentai orientuojami ir kompensuojami atsitiktinai. Išoriniame lauke sritys, kuriose mikrosrovės sustiprina išorinį lauką, padidina savo dydį kaimyninių sąskaita. Gautas magnetinis laukas = + feromagnetuose yra daug stipresnis, palyginti su para- ir diamagnetinėmis medžiagomis.

Domenai, kuriuose yra milijardai atomų, turi inerciją ir greitai negrįžta į pradinę netvarkingą būseną. Todėl, jei feromagnetas pašalinamas iš išorinio lauko, jo paties laukas išlieka ilgą laiką.

Magnetas išsimagnetina ilgalaikio saugojimo metu (laikui bėgant domenai grįžta į chaotišką būseną).

Kitas išmagnetinimo būdas yra šildymas. Kiekvienam feromagnetui yra nustatyta temperatūra (ji vadinama „Curie tašku“), kurioje sunaikinami ryšiai tarp domenų atomų. Šiuo atveju feromagnetas virsta paramagnetu ir įvyksta išmagnetinimas. Pavyzdžiui, geležies Curie taškas yra 770 °C.

Ritės magnetinį lauką lemia srovė ir šio lauko stiprumas bei lauko indukcija. Tie. Lauko indukcija vakuume yra proporcinga srovės dydžiui. Jei tam tikroje aplinkoje ar medžiagoje sukuriamas magnetinis laukas, tai laukas veikia medžiagą, o ji savo ruožtu tam tikru būdu keičia magnetinį lauką.

Išoriniame magnetiniame lauke esanti medžiaga įmagnetinama ir joje atsiranda papildomas vidinis magnetinis laukas. Tai siejama su elektronų judėjimu atominėje orbitoje, taip pat aplink savo ašį. Elektronų ir atomų branduolių judėjimas gali būti laikomas elementariomis žiedinėmis srovėmis.

Magnetinės savybės elementariai žiedinei srovei būdingas magnetinis momentas.

Jei nėra išorinio magnetinio lauko, elementarios srovės medžiagos viduje yra orientuotos atsitiktinai (chaotiškai), taigi ir bendras arba bendras magnetinis momentas. lygus nuliui o aplinkinėje erdvėje neaptinkamas elementariųjų vidinių srovių magnetinis laukas.

Išorinio magnetinio lauko įtaka elementarioms materijos srovėms yra ta, kad įkrautų dalelių sukimosi ašių orientacija pasikeičia taip, kad jų magnetiniai momentai būtų nukreipti viena kryptimi. (išorinio magnetinio lauko link). Įvairių medžiagų įmagnetinimo intensyvumas ir pobūdis tame pačiame išoriniame magnetiniame lauke labai skiriasi. Dydis, apibūdinantis terpės savybes ir terpės įtaką magnetinio lauko tankiui, vadinamas absoliučiu magnetinis pralaidumas arba terpės magnetinis pralaidumas (μ Su ) . Tai yra santykis = . Išmatuota [ μ Su ]=Gn/m.

Absoliutus vakuumo magnetinis pralaidumas vadinamas magnetine konstanta μ O =4π 10 -7 H/m.

Vadinamas absoliutaus magnetinio pralaidumo ir magnetinės konstantos santykis santykinis magnetinis pralaidumasμ c /μ 0 =μ. Tie. santykinis magnetinis pralaidumas yra reikšmė, parodanti, kiek kartų absoliuti terpės magnetinė skvarba yra didesnė ar mažesnė už absoliučią vakuumo laidumą. μ yra bematis dydis, kuris kinta plačiame diapazone. Ši vertė sudaro pagrindą suskirstyti visas medžiagas ir laikmenas į tris grupes.

Diamagnetai . Šios medžiagos turi 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.

Paramagnetai . Šios medžiagos turi μ > 1. Tai aliuminis, magnis, alavas, platina, manganas, deguonis, oras ir kt. Oras = 1,0000031. . Šios medžiagos, kaip ir diamagnetinės medžiagos, silpnai sąveikauja su magnetu.

Techniniams skaičiavimams diamagnetinių ir paramagnetinių kūnų μ laikomi lygūs vienybei.

Feromagnetai . Tai ypatinga medžiagų grupė, kuri atlieka didžiulį vaidmenį elektrotechnikoje. Šios medžiagos turi μ >> 1. Tai geležis, plienas, ketus, nikelis, kobaltas, gadolinis ir metalų lydiniai. Šias medžiagas stipriai traukia magnetas. Šioms medžiagoms μ = 600-10 000 Kai kurių lydinių μ pasiekia rekordines vertes iki 100 000 Reikėtų pažymėti, kad feromagnetinių medžiagų μ nėra pastovus ir priklauso nuo magnetinio lauko stiprumo, medžiagos tipo ir temperatūros. .

Didelė µ vertė feromagnetuose paaiškinama tuo, kad juose yra spontaniško įmagnetinimo sritys (domenai), kuriose elementarieji magnetiniai momentai nukreipiami vienodai. Sulenkus jie sudaro bendrus domenų magnetinius momentus.

Jei nėra magnetinio lauko, domenų magnetiniai momentai yra orientuoti atsitiktinai, o bendras kūno ar medžiagos magnetinis momentas yra lygus nuliui. Veikiant išoriniam laukui, domenų magnetiniai momentai yra orientuoti viena kryptimi ir sudaro bendrą kūno magnetinį momentą, nukreiptą ta pačia kryptimi kaip ir išorinis magnetinis laukas.

Tai svarbi savybė praktikoje naudojami ritėse naudojant feromagnetines šerdis, kurios leidžia smarkiai padidinti magnetinę indukciją ir magnetinį srautą esant toms pačioms srovių vertėms ir apsisukimų skaičiui arba, kitaip tariant, koncentruoti magnetinį lauką santykinai mažame apimtis.

Magnetinis pralaidumas- fizikinis dydis, koeficientas (priklauso nuo terpės savybių), apibūdinantis ryšį tarp magnetinės indukcijos texvc nerastas; Norėdami gauti pagalbos dėl sąrankos, žr. matematiką / README.): (B) ir magnetinio lauko stiprumą Nepavyko išanalizuoti išraiškos (vykdomasis failas texvc nerastas; Norėdami gauti pagalbos dėl sąrankos, žr. matematiką / README.): (H) materijoje. Dėl skirtingos aplinkosšis koeficientas skiriasi, todėl jie kalba apie tam tikros terpės magnetinį pralaidumą (turima omenyje jos sudėtį, būseną, temperatūrą ir kt.).

Pirmą kartą rasta 1881 m. Wernerio Siemenso darbe „Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus“ („Indėlis į elektromagnetizmo teoriją“).

Paprastai žymimas Graikiškas laiškas Nepavyko išanalizuoti išraiškos (vykdomasis failas texvc . Tai gali būti skaliarinis (izotropinėms medžiagoms) arba tenzorius (anizotropinėms medžiagoms).

Apskritai ryšys tarp magnetinės indukcijos ir magnetinio lauko stiprumo per magnetinį pralaidumą pristatomas kaip

Ir Nepavyko išanalizuoti išraiškos (vykdomasis failas texvc nerastas; Žr. matematikos / README sąrankos pagalbos.): \mu V bendras atvejisčia turėtų būti suprantamas kaip tenzorius, kuris komponentų žymėjime atitinka:

Izotropinėms medžiagoms santykis:

galima suprasti vektoriaus dauginimo iš skaliro prasme (magnetinis pralaidumas šiuo atveju sumažinamas iki skaliro).

Dažnai pavadinimas Nepavyko išanalizuoti išraiškos (vykdomasis failas texvc nerastas; Žr. matematikos / README sąrankos pagalbos.): \mu naudojamas kitaip nei čia, būtent santykiniam magnetiniam pralaidumui (šiuo atveju Nepavyko išanalizuoti išraiškos (vykdomasis failas texvc nerastas; Žr. matematikos / README sąrankos pagalbos.): \mu sutampa su GHS).

Absoliutaus magnetinio pralaidumo matmuo SI yra toks pat kaip magnetinės konstantos matmuo, tai yra Gn / arba / 2.

Santykinis magnetinis pralaidumas SI yra susijęs su magnetiniu jautrumu χ pagal ryšį

Medžiagų klasifikavimas pagal magnetinio pralaidumo vertę

Didžioji dauguma medžiagų priklauso arba diamagnetų klasei ( Nepavyko išanalizuoti išraiškos (vykdomasis failas texvc nerastas; Norėdami gauti pagalbos dėl sąrankos, žr. matematikos / README.): \mu \lessapprox 1), arba paramagnetų klasei ( Nepavyko išanalizuoti išraiškos (vykdomasis failas texvc nerastas; Norėdami gauti pagalbos dėl sąrankos, žr. matematikos / README.): \mu \gtrapprox 1). Tačiau kai kurios medžiagos (feromagnetai), pavyzdžiui, geležis, turi ryškesnes magnetines savybes.

Feromagnetuose dėl histerezės magnetinio pralaidumo sąvoka, griežtai tariant, netaikoma. Tačiau esant tam tikram įmagnetinimo lauko pokyčių diapazonui (kad liekamąjį įmagnetinimą būtų galima nepaisyti, bet prieš prisotinimą), vis tiek galima geriau ar blogiau aproksimuoti šią priklausomybę kaip tiesinę (ir minkštojo magnetinio medžiagų, apribojimas iš apačios praktiškai gali būti ne per didelis), ir šia prasme joms taip pat galima išmatuoti magnetinio pralaidumo vertę.

Kai kurių medžiagų ir medžiagų magnetinis pralaidumas

Kai kurių medžiagų magnetinis jautrumas

Kai kurių medžiagų magnetinis jautrumas ir magnetinis pralaidumas

taip pat žr

Parašykite apžvalgą apie straipsnį "Magnetinis pralaidumas"

Pastabos

Magnetinį pralaidumą apibūdinanti ištrauka

Mano didžiausiai nuostabai, kitaip nei mačiau anksčiau, atsidūrėme visai kitame laike ir vietoje, kuri buvo panaši į Prancūziją, o drabužiai priminė XVIII a. Plačia akmenimis grįsta gatve važiavo graži dengta karieta, kurios viduje sėdėjo labai brangiais kostiumais vilkintis jaunuolis ir moteris, matyt, labai prastos nuotaikos... Jaunuolis atkakliai kažką merginai įrodė, o ji , visiškai jo neklausęs, ramiai sklandė kažkur tavo sapnuose nei jaunas vyras labai erzina...
- Matai, tai jis! Tai tas pats" mažas berniukas-... tik po daugelio, daug metų, - tyliai sušnibždėjo Stella.
- Iš kur žinai, kad tai tikrai jis? – vis dar nelabai supratusi paklausiau.
- Na, žinoma, tai labai paprasta! – nustebusi žiūrėjo į mane mažylė. – Mes visi turime esmę, o esmė turi savo „raktą“, kuriuo kiekvienas iš mūsų gali būti randamas, tik reikia mokėti ieškoti. Štai pažiūrėk...
Ji vėl man parodė kūdikį, Haroldo sūnų.
– Pagalvok apie jo esmę ir pamatysi...
Ir iš karto pamačiau skaidrią, ryškiai švytinčią, stebėtinai galingą būtybę, ant kurios krūtinės degė neįprasta „deimantinė“ energijos žvaigždė. Ši „žvaigždė“ spindėjo ir mirgėjo visomis vaivorykštės spalvomis, dabar mažėja, dabar didėja, tarsi lėtai pulsuoja, ir taip ryškiai kibirkščiavo, tarsi tikrai būtų sukurta iš nuostabiausių deimantų.
– Ar matai šią keistą apverstą žvaigždę ant jo krūtinės? - Tai jo „raktas“. Ir jei bandysite sekti paskui jį kaip siūlą, tai nuves jus tiesiai pas Akselį, kuris turi tą pačią žvaigždę – tai ta pati esmė, tik kitame jos įsikūnijime.
Žiūrėjau į ją visomis akimis ir, matyt, tai pastebėjusi Stella nusijuokė ir linksmai prisipažino:
– Nemanykite, kad tai buvau aš pati – mane išmokė močiutė!
Man buvo labai gėda jaustis visiška nekompetentinga, bet noras sužinoti daugiau buvo šimtą kartų stipresnis už bet kokią gėdą, todėl kuo giliau paslėpiau savo pasididžiavimą ir atsargiai paklausiau:
– O kaip su visomis šiomis nuostabiomis „realybėmis“, kurias čia dabar matome? Juk tai kažkieno kito konkretus gyvenimas, ir jūs nekuriate jų taip, kaip kuriate visus savo pasaulius?
- O ne! – vėl apsidžiaugė mažylė, turėjusi galimybę man kai ką paaiškinti. - Žinoma ne! Tai tik praeitis, kurioje kažkada gyveno visi šie žmonės, ir aš tik tave ir mane ten vedu.
- O Haroldas? Kaip jis visa tai mato?
- O, jam lengva! Jis kaip ir aš, miręs, todėl gali judėti kur nori. Jis jo nebeturi fizinis kūnas, todėl jo esmė čia nepažįsta jokių kliūčių ir gali vaikščioti kur nori... kaip ir aš... – liūdniau baigė mažylė.
Liūdnai pagalvojau, kad tai, kas jai tebuvo „paprastas perkėlimas į praeitį“, man, matyt, dar ilgai bus „paslaptis už septynių užraktų“... Bet Stella, tarsi išgirdusi mano mintis, iškart suskubo. nuraminti mane:
- Pamatysi, tai labai paprasta! Jūs tiesiog turite pabandyti.
– O šie „raktai“, ar jų niekada nekartoja kiti? – Nusprendžiau tęsti savo klausimus.
„Ne, bet kartais nutinka dar kažkas...“ kažkodėl juokingai šypsodamasis atsakė mažylis. „Būtent taip aš pradžioje ir sugavau, už ką mane net labai smarkiai sumušė... O, tai buvo taip kvaila!..
- Bet kaip? – paklausiau labai susidomėjusi.
Stella iškart linksmai atsakė:
- O, tai buvo labai juokinga! - ir šiek tiek pamąsčiusi pridūrė: „bet irgi pavojinga... Visuose „aukštuose“ ieškojau buvusio močiutės įsikūnijimo, o vietoj jos jos „gija“ atėjo visai kita būtybė. , kuri kažkaip sugebėjo „nukopijuoti“ mano močiutės „gėlę“ (matyt, irgi „raktą“!) ir, kaip tik spėjau pasidžiaugti, kad pagaliau ją radau, ši nepažįstama būtybė negailestingai smogė man į krūtinę. Taip, tiek, kad mano siela vos neišskrido!..
- Kaip tu jos atsikratai? - Buvau nustebęs.
„Na, tiesą pasakius, aš jo neatsikračiau...“ – susigėdo mergina. - Ką tik paskambinau močiutei...
– Ką jūs vadinate „grindimis“? – Vis dar negalėjau nusiraminti.
– Na, tai skirtingi „pasauliai“, kuriuose gyvena mirusiųjų esencijos... Gražiausiuose ir aukščiausiuose gyvena tie, kurie buvo geri... ir, ko gero, stipriausi.
- Tokiems kaip tu? – paklausiau šypsodamasi.
- O, ne, žinoma! Tikriausiai aš čia patekau per klaidą. – visiškai nuoširdžiai pasakė mergina. – Ar žinai, kas įdomiausia? Nuo šitų „grindų“ visur galime nueiti, o iš kitų čia niekas nepateks... Argi neįdomu?..
Taip, tai buvo labai keista ir labai įdomiai įdomu mano „išalkusioms“ smegenims, o aš labai norėjau sužinoti daugiau!.. Gal todėl, kad iki tos dienos niekas man nieko iš tikrųjų neaiškino, bet tik kartais kas nors - duodavo (pvz. , pavyzdžiui, mano „žvaigždžių draugai“), todėl net ir toks paprastas vaikiškas paaiškinimas mane jau nepaprastai pradžiugino ir privertė dar įnirtingiau gilintis į savo eksperimentus, išvadas ir klaidas... kaip įprasta, atrasti visame kame, kas buvo vyksta dar neaiškiau. Mano problema buvo ta, kad aš galėjau labai lengvai padaryti ar sukurti „neįprastą“, bet visa problema buvo ta, kad taip pat norėjau suprasti, kaip aš visa tai kuriu... Ir būtent tai man dar nepasisekė...

Absoliutus magnetinis pralaidumas - tai yra proporcingumo koeficientas, kuriame atsižvelgiama į aplinkos, kurioje yra laidai, įtaką.

Norint suprasti terpės magnetines savybes, magnetinis laukas aplink laidą, kurio srovė tam tikroje terpėje, buvo lyginamas su magnetiniu lauku aplink tą patį laidą, bet esantį vakuume. Nustatyta, kad vienais atvejais laukas būna intensyvesnis nei vakuume, kitais – mažiau.

Yra:

v Paramagnetinės medžiagos ir aplinkos, kuriose gaunamas stipresnis MF (natris, kalis, aliuminis, platina, manganas, oras);

v Diamagnetinės medžiagos ir aplinkos, kuriose magnetinis laukas silpnesnis (sidabras, gyvsidabris, vanduo, stiklas, varis);

v Feromagnetinės medžiagos, kuriose sukuriamas stipriausias magnetinis laukas (geležis, nikelis, kobaltas, ketus ir jų lydiniai).

Absoliutus magnetinis pralaidumas skirtingos medžiagos turi skirtingus dydžius.

Magnetinė konstanta - Tai yra absoliutus vakuumo magnetinis pralaidumas.

Santykinis terpės magnetinis pralaidumas- bematis dydis, parodantis, kiek kartų medžiagos absoliutus magnetinis pralaidumas yra didesnis arba mažesnis už magnetinę konstantą:

Diamagnetinėms medžiagoms - , paramagnetinėms medžiagoms - (techniniams diamagnetinių ir paramagnetinių kūnų skaičiavimams imama lygi vienetui), feromagnetinėms medžiagoms - .

MP įtampa N apibūdina MF sužadinimo sąlygas. Įtampa viduje vienalytė aplinka nepriklauso nuo medžiagos, kurioje sukuriamas laukas, magnetinių savybių, tačiau atsižvelgiama į srovės dydžio ir laidininkų formos įtaką magnetinio lauko intensyvumui tam tikrame taške.

MP įtampa – vektorinis kiekis. Vektorinė kryptis N Dėl izotropinės terpės(terpės su identiškomis magnetinėmis savybėmis visomis kryptimis) , sutampa su magnetinio lauko arba vektoriaus kryptimi tam tikrame taške.

Sukurto magnetinio lauko stiprumas įvairių šaltinių, parodyta pav. 13.

Magnetinis srautas- Tai iš viso magnetinės linijos, einančios per visą nagrinėjamą paviršių. Magnetinis srautas F arba MI srautas per sritį S , statmenai magnetinės linijos lygus magnetinės indukcijos sandaugai IN pagal plotą, kurį prasiskverbia šis magnetinis srautas.

42) Į ritę įvedant geležinę šerdį, magnetinis laukas padidėja ir šerdis įmagnetinama. Šį efektą atrado Ampere. Jis taip pat atrado, kad magnetinio lauko indukcija medžiagoje gali būti didesnė arba mažesnė nei paties lauko indukcija. Tokios medžiagos pradėtos vadinti magnetais.

Magnetai– tai medžiagos, galinčios pakeisti išorinio magnetinio lauko savybes.

Magnetinis pralaidumas medžiaga nustatoma pagal santykį:

B 0 – išorinio magnetinio lauko indukcija, B – indukcija medžiagos viduje.

Priklausomai nuo B ir B 0 santykio, medžiagos skirstomos į tris tipus:

1) Diamagnetai(m<1), к ним относятся cheminiai elementai: Cu, Ag, Au, Hg. Magnetinis pralaidumas m=1-(10 -5 - 10 -6) labai nedaug skiriasi nuo vieneto.

Šią medžiagų klasę atrado Faradėjus. Šios medžiagos yra „išstumiamos“ iš magnetinio lauko. Jei pakabinsite diamagnetinį strypą prie stipraus elektromagneto poliaus, jis nuo jo bus atstumtas. Todėl lauko ir magneto indukcijos linijos yra nukreiptos skirtingomis kryptimis.

2) Paramagnetai turėti magnetinį pralaidumą m>1, ir in tokiu atveju taip pat šiek tiek viršija vienetą: m=1+(10 -5 - 10 -6). Šio tipo magnetinė medžiaga apima cheminius elementus Na, Mg, K, Al.

Paramagnetinių medžiagų magnetinis pralaidumas priklauso nuo temperatūros ir mažėja jai didėjant. Be magnetizuojančio lauko, paramagnetinės medžiagos nesukuria savo magnetinio lauko. Gamtoje nuolatinių paramagnetų nėra.

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

Šios medžiagos gali būti įmagnetintos be išorinio lauko. Egzistavimas liekamasis magnetizmas vienas iš svarbios savybės feromagnetai. Kai šildomas iki aukštos temperatūros išnyksta medžiagos feromagnetinės savybės. Temperatūra, kurioje šios savybės išnyksta, vadinama Curie temperatūra(pavyzdžiui, geležies T Curie = 1043 K).

Esant žemesnei nei Curie taško temperatūrai, feromagnetas susideda iš domenų. Domenai– tai spontaniško savaiminio įmagnetėjimo sritys (9.21 pav.). Domeno dydis yra apytiksliai 10 -4 -10 -7 m Magnetų egzistavimą lemia spontaniško įmagnetinimo sritys. Geležinis magnetas gali išlaikyti savo magnetines savybes ilgą laiką, nes jame domenai yra išdėstyti tvarkingai (vyrauja viena kryptis). Magnetinės savybės išnyks, jei magnetas stipriai nukentės arba per daug įkaista. Dėl šių poveikių sritys tampa „netvarkingos“.

9.21 pav. Domenų forma: a) nesant magnetinio lauko, b) esant išoriniam magnetiniam laukui.

Domenai gali būti pavaizduoti kaip uždaros srovės magnetinių medžiagų mikrotūriuose. Domenas gerai pavaizduotas 9.21 pav., iš kurio matyti, kad srovė domene juda išilgai nutrūkusios uždaros kilpos. Dėl uždarų elektronų srovės atsiranda magnetinis laukas, statmenas elektronų orbitos plokštumai. Nesant išorinio magnetinio lauko, domenų magnetinis laukas nukreipiamas chaotiškai. Šis magnetinis laukas keičia kryptį veikiamas išorinio magnetinio lauko. Magnetai, kaip jau minėta, skirstomi į grupes, priklausomai nuo to, kaip domeno magnetinis laukas reaguoja į išorinio magnetinio lauko veikimą. Diamagnetinėse medžiagose magnetinis laukas daugiau domenai, nukreipti į šoną, priešingas veiksmas išorinis magnetinis laukas, o paramagnetinėse medžiagose, priešingai, išorinio magnetinio lauko veikimo kryptimi. Tačiau domenų skaičius magnetiniai laukai kurie siunčiami priešingos pusės, skiriasi labai nedideliu kiekiu. Todėl dia- ir paramagnetų magnetinis pralaidumas m skiriasi nuo vieneto 10 -5 - 10 -6 eilės dydžiu. Feromagnetuose domenų, turinčių magnetinį lauką išorinio lauko kryptimi, skaičius yra daug kartų didesnis nei domenų, kurių magnetinio lauko kryptis yra priešinga.

Įmagnetinimo kreivė. Histerezės kilpa.Įmagnetinimo reiškinys atsiranda dėl liekamojo magnetizmo egzistavimo, veikiant medžiagai išoriniam magnetiniam laukui.

Magnetinė histerezė yra feromagneto magnetinės indukcijos pokyčių vėlavimo reiškinys, palyginti su išorinio magnetinio lauko stiprumo pokyčiais.

9.22 paveiksle pavaizduota medžiagoje esančio magnetinio lauko priklausomybė nuo išorinio magnetinio lauko B=B(B 0). Be to, išorinis laukas brėžiamas išilgai Ox ašies, o medžiagos įmagnetinimas – išilgai Oy ašies. Išorinio magnetinio lauko padidėjimas lemia medžiagos magnetinio lauko padidėjimą išilgai linijos iki vertės. Sumažinus išorinį magnetinį lauką iki nulio, sumažėja medžiagos magnetinis laukas (taške Su) iki vertės Į rytus(liekamasis įmagnetinimas, kurio vertė Virš nulio). Šis poveikis yra mėginio įmagnetinimo vėlavimo pasekmė.

Išorinio magnetinio lauko indukcijos vertė, reikalinga visiškam medžiagos išmagnetinimui (9.21 pav. d taškas) vadinama prievartos jėga. Mėginio įmagnetinimo nulinė vertė gaunama pakeitus išorinio magnetinio lauko kryptį į reikšmę. Toliau didinant išorinį magnetinį lauką priešinga kryptimi, kol maksimali vertė, padidinkite ją iki vertės . Tada mes keičiame magnetinio lauko kryptį, padidindami ją iki vertės. Šiuo atveju mūsų medžiaga lieka įmagnetinta. Turi tik magnetinio lauko indukcijos dydį priešinga kryptis palyginti su taško verte. Toliau didindami magnetinės indukcijos vertę ta pačia kryptimi, taške pasiekiame visišką medžiagos išmagnetinimą, o tada vėl atsiduriame taške . Taigi, mes gauname uždara funkcija, kuris apibūdina visiško įmagnetinimo apsisukimo ciklą. Tokia mėginio magnetinio lauko indukcijos priklausomybė nuo išorinio magnetinio lauko dydžio viso įmagnetinimo apsisukimo ciklo metu vadinama histerezės kilpa. Histerezės kilpos forma yra viena iš pagrindinių bet kurios feromagnetinės medžiagos savybių. Tačiau tokiu būdu pasiekti esmę neįmanoma.

Šiais laikais gana lengva gauti stiprius magnetinius laukus. Didelis skaičiusįrenginiai ir įrenginiai veikia nuolatiniai magnetai. Kambario temperatūroje jie pasiekia 1–2 T radiacijos lygį. Mažais kiekiais fizikai išmoko gauti pastovius iki 4 Teslų magnetinius laukus, naudodami tam tikslui specialius lydinius. At žemos temperatūros, skysto helio temperatūros tvarka gaunami magnetiniai laukai, didesni nei 10 Tesla.

43) Teisė elektromagnetinė indukcija(Faraday-Maxwell z.). Lenzo taisyklės

Apibendrindamas savo eksperimentų rezultatus, Faradėjus suformulavo elektromagnetinės indukcijos dėsnį. Jis parodė, kad pasikeitus magnetiniam srautui uždaroje laidžioje grandinėje, indukuota srovė. Vadinasi, grandinėje atsiranda sukeltas emf.

Sukeltas emf yra tiesiogiai proporcingas magnetinio srauto kitimo greičiui laikui bėgant. Matematinis žymėjimasŠį dėsnį suformulavo Maksvelas, todėl jis vadinamas Faradėjaus-Maksvelo dėsniu (elektromagnetinės indukcijos dėsniu).

Žinoma, geležyje buvo sukurtas laukas su indukcija, vietoj kurio jis būtų buvęs ore. Todėl galime teigti, kad lyginant su oru, geležis yra 2400 kartų „pralaidesnė“ magnetiniam laukui.

Santykinis geležies magnetinis pralaidumas gali būti vadinamas santykiu magnetinė indukcija geležyje ir ore

jei magnetinis laukas stebimas identiškų žiedinių ritinių viduje, kurių viena yra apvyniota geležinis žiedas, o kitame nėra feromagnetinių kūnų.

Šiuo atveju, žinoma, indukcijos ir Вв reikšmės nustatomos ta pačia konkrečios bendros srovės verte.

Tos pačios feromagnetinės medžiagos magnetinis pralaidumas esant skirtingos reikšmės indukcija skiriasi. Tiesą sakant, įsivaizduokite magnetinę charakteristiką, parodytą Fig. 3.4, lentelės pavidalu: pirmoje eilutėje yra konkrečios bendros srovės vertės, antroje - magnetinės indukcijos vertės, stebimos geležyje (uždaras žiedas ritės viduje), trečioje - magnetinės indukcijos vertės toje pačioje žiedinėje ritėje be feromagnetinių kūnų, padidintos 10 000 kartų.

Pirmoji lentelės eilutė atitinka eksperimentus, kuriais remiantis magnetinė charakteristika pav. 3.4. Antroji eilutė apskaičiuojama pagal formulę

Santykinio magnetinio pralaidumo vertės skirtingoms indukcijoms apskaičiuojamos pagal formulę

Kaip matyti iš lentelės, magnetinis pralaidumas pirmiausia didėja, o vėliau mažėja. Gauti rezultatai gali būti pavaizduoti grafike, parodytame fig. 3.5.

Ryžiai. 3.5. Santykinis magnetinis pralaidumas gryna geležis priklausomai nuo konkrečios bendros srovės

Pirmieji uždaro žiedo mėginių medžiagų magnetinių savybių tyrimai ir laidumo laukui prigimties bei pokyčio nustatymas priklauso Maskvos universiteto profesoriui A. G. Stoletovui. Jis pabrėžė, kad plėtojant elektrotechniką, plieno magnetinių savybių žinojimas yra toks pat svarbus kaip ir garo savybių žinojimas garo mašinų statytojams.

Santykinio magnetinio pralaidumo sumažėjimas didėjant indukcijai yra antrasis būdingas bruožas feromagnetiniai kūnai. Iš pradžių jie lengvai įmagnetinami; magnetinė indukcija pasiekia didelės vertės esant pakankamai silpnoms įmagnetinimo srovėms. Tačiau toliau didinant magnetinę indukciją reikia vis labiau padidinti srovę – labai sunku sukurti geležies indukciją, viršijančią maždaug 2,0–2,2 teslos. Tai rodo plokščia magnetinės charakteristikos eiga, parodyta Fig. 3.4, didelių indukcijų srityje.

Norint padidinti indukciją nuo 1,65 iki, reikia padidinti savitąją bendrą srovę nuo 100 iki 1000 A. Bet norint dar padidinti indukciją, reikia padidinti įmagnetinimo srovę iki 2000 A/cm (žr. 3.1 lentelę). . Įvedus tvarką, atsiranda magnetinis prisotinimas, kaip sakoma.

1 pavyzdys. Žiedinėje ritėje su daugybe apsisukimų ties Vidutinis ilgis plieninės šerdies 25 cm srovės teka I = 1 A. Magnetinis srautas plieninėje šerdyje turintis skerspjūvis pasirodo lygūs