Соронзон нэвчилт. Бодисын соронзон шинж чанар

Бодисын соронзон шинж чанар

Бодисын цахилгаан шинж чанар нь диэлектрик дамжуулалтаар тодорхойлогддог шиг бодисын соронзон шинж чанар нь соронзон нэвчилт.

Соронзон талбарт байрлах бүх бодисууд өөрсдийн соронзон орон үүсгэдэг тул нэгэн төрлийн орчин дахь соронзон индукцийн вектор нь орчин байхгүй, өөрөөр хэлбэл вакуум дахь орон зайн ижил цэг дээрх вектороос ялгаатай байдаг.

харилцаа гэж нэрлэдэг орчны соронзон нэвчилт.

Тиймээс нэгэн төрлийн орчинд соронзон индукц нь дараахтай тэнцүү байна.

Төмрийн хувьд m-ийн үнэ цэнэ маш том байна. Үүнийг туршлагаар баталгаажуулж болно. Хэрэв та төмрийн цөмийг урт ороомогт оруулбал (12.1) томъёоны дагуу соронзон индукц м дахин нэмэгдэх болно. Үүний үр дүнд соронзон индукцийн урсгал ижил хэмжээгээр нэмэгдэх болно. Соронзон ороомогыг шууд гүйдлээр тэжээж буй хэлхээг нээх үед үндсэн дээр ороосон хоёр дахь жижиг ороомог дээр индукцийн гүйдэл гарч ирэх бөгөөд үүнийг гальванометрээр тэмдэглэнэ (Зураг 12.1).

Хэрэв ороомогт төмөр цөм хийвэл хэлхээг нээх үед гальванометрийн зүүний хазайлт м дахин их байх болно. Хэмжилтээс харахад төмрийн цөмийг ороомог руу оруулах үед соронзон урсгал хэдэн мянга дахин нэмэгдэж болно. Тиймээс төмрийн соронзон нэвчилт нь асар их юм.

Соронзон шинж чанараараа эрс ялгаатай бодисуудын гурван үндсэн ангилал байдаг. ферромагнет, парамагнет болон диамагнит материал.

Ферромагнетууд

Төмөр шиг m >> 1 бодисыг ферромагнет гэнэ. Төмрөөс гадна кобальт, никель нь ферросоронзон, түүнчлэн газрын ховор элемент, олон хайлштай. Ферромагнетийн хамгийн чухал шинж чанар бол үлдэгдэл соронзон байдаг. Ферросоронзон бодис нь гадны соронзон оронгүйгээр соронзлогдсон төлөвт байж болно.

Төмөр объект (жишээлбэл, саваа) нь мэдэгдэж байгаагаар соронзон орон руу татагддаг, өөрөөр хэлбэл соронзон индукц илүү их байдаг газар руу шилждэг. Үүний дагуу энэ нь соронз эсвэл цахилгаан соронзонд татагддаг. Энэ нь төмрийн үндсэн гүйдэл нь тэдний талбайн соронзон индукцийн чиглэл нь соронзлох талбайн индукцийн чиглэлтэй давхцаж байхаар чиглэсэн байдагтай холбоотой юм. Үүний үр дүнд төмөр бариул нь соронзон болж хувирдаг бөгөөд хамгийн ойрын туйл нь цахилгаан соронзон туйлын эсрэг байдаг. Соронзны эсрэг туйлуудыг татдаг (Зураг 12.2).

Цагаан будаа. 12.2

ЗОГС! Өөрөө шийд: A1–A3, B1, B3.

Парамагнетууд

Төмөр шиг ажилладаг, өөрөөр хэлбэл соронзон орон руу татагддаг бодисууд байдаг. Эдгээр бодисуудыг нэрлэдэг парамагнит. Үүнд зарим металл (хөнгөн цагаан, натри, кали, манган, цагаан алт гэх мэт), хүчилтөрөгч болон бусад олон элементүүд, түүнчлэн янз бүрийн электролитийн уусмалууд орно.

Парамагнетыг талбарт татдаг тул тэдгээрийн үүсгэсэн соронзон орны индукцийн шугамууд болон соронзлолтын талбайн чиглэлүүд ижилхэн чиглэгддэг тул орон нь нэмэгддэг. Тиймээс тэдгээр нь m > 1 байна. Гэхдээ m нь нэгдлээс туйлын ялимгүй ялгаатай, зөвхөн 10 –5 ...10 –6 гэсэн дарааллын хэмжээгээр л ялгаатай. Тиймээс парамагнит үзэгдлийг ажиглахад хүчирхэг соронзон орон шаардлагатай.

Диамагнит

Тусгай ангиллын бодисууд байдаг диамагнит материал, Фарадей нээсэн. Тэдгээрийг соронзон орон зайнаас шахаж гаргадаг. Хэрэв та хүчтэй цахилгаан соронзон туйлын ойролцоо диамагнит саваа өлгөх юм бол түүнийг түлхэх болно. Үүний үр дүнд түүний үүсгэсэн талбайн индукцийн шугамууд нь соронзлох талбайн индукцийн шугамын эсрэг чиглэгддэг, өөрөөр хэлбэл талбар суларсан (Зураг 12.3). Үүний дагуу диамагнит материалын хувьд м< 1, причем отличается от единицы на вели­чину порядка 10 –6 . Магнитные свойства у диамагнетиков вы­ражены слабее, чем у парамагнетиков.

Микроскопийн дугуй гүйдэл байдаг ( молекулын гүйдэл). Энэ санаа хожим нь электрон болон атомын бүтцийг нээсний дараа батлагдсан: эдгээр гүйдэл нь электронуудын цөмийн эргэн тойронд хөдөлгөөнөөр үүсгэгддэг бөгөөд тэдгээр нь ижил чиг баримжаатай байдаг тул тэдгээр нь бүхэлдээ дотор талбар үүсгэдэг. соронзны эргэн тойронд.

Зураг дээр Аатомын эмх замбараагүй дулааны хөдөлгөөний улмаас энгийн цахилгаан гүйдэл байрладаг хавтгай нь санамсаргүй байдлаар чиглэсэн байдаг ба бодис нь соронзон шинж чанарыг харуулдаггүй. Соронзон төлөвт (жишээлбэл, гадаад соронзон орны нөлөөн дор) (Зураг б) эдгээр онгоцууд нь адилхан чиглэгдсэн бөгөөд тэдгээрийн үйлдлийг нэгтгэн дүгнэв.

Соронзон нэвчилт.

В0 индукц (вакуум дахь талбар) бүхий гадаад соронзон оронтой харилцах орчны урвалыг соронзон мэдрэмжээр тодорхойлно. μ :

Хаана IN- бодис дахь соронзон орны индукц. Соронзон нэвчилт нь диэлектрик тогтмолтай төстэй ɛ .

Соронзон шинж чанараас хамааран бодисыг дараахь байдлаар хуваана диамагнит материал, парамагнетуудТэгээд ferромагнетууд. Диамагнит материалын хувьд коэффициент μ Орчны соронзон шинж чанарыг тодорхойлдог , нэгдмэл байдлаас бага (жишээлбэл, висмутын хувьд) μ = 0.999824); парамагнит материалд μ > 1 (цагаан алтны хувьд μ - 1.00036); ферромагнетэд μ ≫ 1 (төмөр, никель, кобальт).

Диаmagnets нь соронзоор түлхэгдэж, парамагнит материалууд түүнд татагддаг. Эдгээр шинж чанараараа тэдгээрийг бие биенээсээ ялгаж болно. Олон бодисын хувьд соронзон нэвчилт нь нэгдмэл байдалтай бараг ижил байдаг боловч ферромагнетийн хувьд энэ нь түүнээс хэтэрч, хэдэн арван мянган нэгжид хүрдэг.

Ферромагнетууд.

Ферромагнет нь хамгийн хүчтэй соронзон шинж чанарыг харуулдаг. Ферромагнетийн үүсгэсэн соронзон орон нь гадны соронзлолын талбайгаас хамаагүй хүчтэй байдаг. Цөмийн эргэн тойронд электронуудыг эргүүлсний үр дүнд ферромагнетийн соронзон орон үүсдэггүй нь үнэн. тойрог замын соронзон момент, мөн электроны өөрийн эргэлтийн улмаас - өөрийн соронзон момент гэж нэрлэдэг эргэх.

Кюри температур ( Т-тай) нь ферросоронзон материалын соронзон шинж чанараа алддаг температур юм. Энэ нь ферромагнет бүрийн хувьд өөр өөр байдаг. Жишээлбэл, төмрийн хувьд Т с= 753 ° C, никелийн хувьд Т с= 365 ° C, кобальтын хувьд Т с= 1000 ° C. Үүнд ферросоронзон хайлш байдаг Т с < 100 °С.

Ферромагнетийн соронзон шинж чанарын талаархи анхны нарийвчилсан судалгааг Оросын нэрт физикч А.Г.Столетов (1839-1896) хийсэн.

Ферромагнетыг нэлээд өргөн хэрэглэгддэг: байнгын соронз (цахилгаан хэмжих хэрэгсэл, чанга яригч, утас гэх мэт), трансформатор, генератор, цахилгаан моторын ган судал (соронзон оронг нэмэгдүүлэх, цахилгаан хэмнэх зорилгоор). Соронзон соронзон хальснууд нь ферросоронзон материалаар хийгдсэн бөгөөд соронзон хальс, видео бичлэгийн төхөөрөмжид дуу, дүрс бичлэг хийдэг. Мэдээллийг цахим компьютерт хадгалах төхөөрөмжид зориулсан нимгэн соронзон хальсан дээр бичдэг.

Олон тооны туршилтууд нь соронзон орон дотор байрлуулсан бүх бодисууд соронздож, өөрийн соронзон орон үүсгэдэг болохыг харуулж байгаа бөгөөд түүний үйлдэл нь гадаад соронзон орны үйлчлэлд нэмэгддэг.

$$\boldsymbol(\vec(B)=(\vec(B))_(0)+(\vec(B))_(1))$$

Энд $\boldsymbol(\vec(B))$ нь бодис дахь соронзон орны индукц; $\boldsymbol((\vec(B))_(0))$ - вакуум дахь талбайн соронзон индукц, $\boldsymbol((\vec(B))_(1))$ - үүсэх талбайн соронзон индукц бодисын соронзлолын улмаас . Энэ тохиолдолд бодис нь соронзон орныг бэхжүүлж эсвэл сулруулж болно. Гадны соронзон орон дахь бодисын нөлөөллийн хэмжээ нь тодорхойлогддог μ гэж нэрлэдэг бодисын соронзон нэвчилт

$$ \boldsymbol(\mu =\frac(B)((B)_(0)))$$

• Соронзон нэвчилт нь тухайн бодис дахь соронзон орны индукц нь вакуум дахь соронзон орны индукцаас хэд дахин ялгаатай болохыг харуулдаг физик скаляр хэмжигдэхүүн юм.

Бүх бодис нь молекулаас, молекул нь атомаас тогтдог. Атомын электрон бүрхүүлүүд нь электронуудын хөдөлгөөнөөс үүссэн дугуй цахилгаан гүйдлээс бүрддэг гэж уламжлалт байдлаар үзэж болно. Атом дахь дугуй цахилгаан гүйдэл нь өөрийн соронзон орон үүсгэх ёстой. Цахилгаан гүйдэл нь гадны соронзон орны нөлөөлөлд өртөх ёстой бөгөөд үүний үр дүнд атомын соронзон орон нь гадаад соронзон оронтой таарч байх үед соронзон орон нэмэгдэх эсвэл эсрэг чиглэлд байх үед сулрах зэрэг болно.
тухай таамаглал атом дахь соронзон орон байгаа эсэхмөн бодис дахь соронзон орныг өөрчлөх боломж бүрэн үнэн юм. Бүгд тэдгээрт гадны соронзон орны нөлөөгөөр бодисгурван үндсэн бүлэгт хувааж болно: диамагнит, парамагнит, ферромагнит.

Диамагнитгадаад соронзон орон суларсан бодис гэж нэрлэдэг. Энэ нь гадаад соронзон орон дахь ийм бодисын атомуудын соронзон орон нь гадаад соронзон орны эсрэг чиглэсэн байдаг (μ< 1). Изменение магнитного поля даже в самых сильных диамагнетиках составляет лишь сотые доли процента. Например, висмут обладает соронзон нэвтрүүлэх чадвар μ = 0.999826.

Диамагнетизмын мөн чанарыг ойлгоххурдтай нисч буй электроны хөдөлгөөнийг авч үзье v векторт перпендикуляр жигд соронзон орон руу IN соронзон орон.

Нөлөөллийн дор Лоренцын хүчэлектрон тойрог хэлбэрээр хөдөлж, түүний эргэлтийн чиглэлийг Лоренцын хүчний векторын чиглэлээр тодорхойлно. Үүссэн дугуй гүйдэл нь өөрийн соронзон орон үүсгэдэг IN" . Энэ бол соронзон орон юм IN" соронзон орны эсрэг чиглэсэн IN. Иймээс чөлөөтэй хөдөлж буй цэнэгтэй хэсгүүдийг агуулсан аливаа бодис нь диамагнит шинж чанартай байх ёстой.
Бодисын атом дахь электронууд чөлөөтэй биш боловч гадны соронзон орны нөлөөгөөр атомын доторх хөдөлгөөний өөрчлөлт нь чөлөөт электронуудын тойрог хөдөлгөөнтэй тэнцүү болж хувирдаг. Тиймээс соронзон орон дахь аливаа бодис заавал диамагнит шинж чанартай байдаг.
Гэсэн хэдий ч диамагнитын нөлөө нь маш сул бөгөөд зөвхөн атом эсвэл молекул нь өөрийн соронзон оронгүй бодисуудад илэрдэг. Диамагнит материалын жишээ бол хар тугалга, цайр, висмут (μ = 0.9998) юм.

Бие яагаад соронзон шинж чанартай байдаг тухай анхны тайлбарыг Анри Ампер (1820) өгсөн. Түүний таамаглалаар аливаа бодисын соронзон шинж чанарыг тодорхойлдог молекул, атомуудын дотор энгийн цахилгаан гүйдэл эргэлддэг.

Атомын соронзлолын шалтгааныг илүү нарийвчлан авч үзье.

Зарим нэг хатуу бодисыг авч үзье. Түүний соронзлол нь түүнийг бүрдүүлдэг бөөмс (молекул ба атом) -ын соронзон шинж чанартай холбоотой юм. Микро түвшинд ямар гүйдлийн хэлхээ боломжтой болохыг авч үзье. Атомын соронзлол нь хоёр үндсэн шалтгаанаас үүдэлтэй.

1) хаалттай тойрог замд цөмийн эргэн тойронд электронуудын хөдөлгөөн ( тойрог замын соронзон момент) (Зураг 1);

Цагаан будаа. 2

2) электронуудын дотоод эргэлт (эргэлт) ( эргэх соронзон момент) (Зураг 2).

Атом дахь янз бүрийн электронуудын тойрог замын хавтгай давхцдаггүй тул тэдгээрийн үүсгэсэн соронзон орны индукцийн векторууд (орбитал ба спин соронзон моментууд) өөр өөр өнцгөөр чиглэгддэг. Үүссэн олон электрон атомын индукцийн вектор нь бие даасан электронуудын үүсгэсэн талбайн индукцийн векторуудын вектор нийлбэртэй тэнцүү байна. Хэсэгчилсэн электрон бүрхүүлтэй атомууд нь нөхөгдөөгүй талбаруудтай байдаг. Электрон бүрхүүлээр дүүрсэн атомуудад үүссэн индукцийн вектор 0 байна.

Бүх тохиолдолд соронзон орны өөрчлөлт нь соронзлолын гүйдлийн илрэлээс үүдэлтэй (цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэл ажиглагдаж байна). Өөрөөр хэлбэл, соронзон орны суперпозиция зарчим хүчинтэй хэвээр байна: соронзны доторх талбар нь $\boldsymbol((\vec(B))_(0))$ гадаад талбайн $\boldsymbol талбайн суперпозиция юм. соронзлох гүйдлийн (\vec(B"))$ би" , гадны талбайн нөлөөн дор үүсдэг. Хэрэв соронзлолын гүйдлийн талбар нь гадаад талбартай адилхан чиглэгддэг бол нийт талбайн индукц нь гадаад талбайгаас их байх болно (Зураг 3, а) - энэ тохиолдолд бид бодис нь талбарыг өсгөдөг гэж хэлдэг. ; хэрэв соронзлолын гүйдлийн талбар нь гадаад талбайн эсрэг чиглэсэн бол нийт талбай нь гадаад талбайгаас бага байх болно (Зураг 3, б) - энэ утгаараа бодис нь соронзон орныг сулруулдаг гэж бид хэлж байна.

Цагаан будаа. 3

IN диамагнит материалмолекулуудад өөрийн гэсэн соронзон орон байдаггүй. Атом ба молекул дахь гадны соронзон орны нөлөөн дор соронзлолын гүйдлийн талбар нь гадаад талбайн эсрэг чиглэгддэг тул үүссэн талбайн соронзон индукцийн вектор $ \boldsymbol(\vec(B))$ модуль нь дараах болно. соронзон индукцийн векторын модулиас бага байх $ \boldsymbol((\vec(B ))_(0)) $ гадна талбар.

Гадны соронзон орны чиглэлд атомын соронзон орны чиглэлийн нөлөөгөөр тухайн бодисын атомын электрон бүрхүүлүүд соронзон орон дээр нэмэгдэн гадаад соронзон орон нэмэгддэг бодисыг нэрлэдэг. парамагнит(µ > 1).

Парамагнетуудгадаад соронзон орныг маш сул нэмэгдүүлдэг. Парамагнит материалын соронзон нэвчилт нь нэгдмэл байдлаас ердөө ганцхан хувиар ялгаатай байдаг. Жишээлбэл, цагаан алтны соронзон нэвчилт нь 1.00036 байна. Парамагнит ба диамагнит материалын соронзон нэвчилт нь маш бага байдаг тул тэдгээрийн гадаад талбарт үзүүлэх нөлөө эсвэл парамагнит эсвэл диамагнит биетүүдэд гадны орны нөлөөллийг илрүүлэхэд маш хэцүү байдаг. Тиймээс энгийн өдөр тутмын практикт, технологид парамагнит ба диамагнит бодисыг соронзон бус, өөрөөр хэлбэл соронзон орны нөлөөнд автдаггүй, соронзон орны нөлөөнд автдаггүй бодис гэж үздэг. Парамагнит материалын жишээ бол натри, хүчилтөрөгч, хөнгөн цагаан (μ = 1.00023) юм.

IN парамагнетуудмолекулууд өөрийн гэсэн соронзон оронтой байдаг. Гадны соронзон орон байхгүй үед дулааны хөдөлгөөний улмаас атом ба молекулуудын соронзон орны индукцийн векторууд санамсаргүй байдлаар чиглэсэн байдаг тул тэдгээрийн дундаж соронзлол нь тэг байна (Зураг 4, а). Атом ба молекулуудад гадны соронзон орон үйлчлэх үед хүчний момент үйлчилж эхэлдэг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн талбайг гадаад оронтой параллель чиглүүлэхээр эргүүлэх хандлагатай байдаг. Парамагнит молекулуудын чиглэл нь бодисыг соронзлоход хүргэдэг (Зураг 4, б).

Цагаан будаа. 4

Соронзон орон дахь молекулуудыг бүрэн чиглүүлэх нь тэдний дулааны хөдөлгөөнөөс сэргийлдэг тул парамагнит материалын соронзон нэвчилт нь температураас хамаардаг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр парамагнит материалын соронзон нэвчилт буурч байгаа нь ойлгомжтой.

Ферромагнетууд

Гадны соронзон орныг ихээхэн нэмэгдүүлдэг бодисыг нэрлэдэг ферромагнетууд(никель, төмөр, кобальт гэх мэт). Ферромагнетийн жишээ бол кобальт, никель, төмөр (μ 8·10 3-ийн утгад хүрдэг).

Энэ төрлийн соронзон материалын нэр нь төмрийн латин нэр болох Феррумаас гаралтай. Эдгээр бодисуудын гол онцлог нь гадны соронзон орон байхгүй үед соронзлолыг хадгалах чадвар юм. Төмөрөөс гадна түүний үечилсэн хүснэгт дэх "хөршүүд" - кобальт, никель нь ферросоронзон шинж чанартай байдаг. Төмөр соронзон материалууд нь шинжлэх ухаан, технологид өргөн практик хэрэглээг олж авдаг тул янз бүрийн ферросоронзон шинж чанартай олон тооны хайлшийг боловсруулсан;

Өгөгдсөн ферромагнетийн бүх жишээнүүд нь шилжилтийн бүлгийн металлуудыг хэлдэг бөгөөд тэдгээрийн электрон бүрхүүл нь хэд хэдэн хосгүй электрон агуулдаг бөгөөд энэ нь эдгээр атомууд нь өөрийн гэсэн мэдэгдэхүйц соронзон оронтой болоход хүргэдэг. Кристал төлөвт талст дахь атомуудын харилцан үйлчлэлийн улмаас аяндаа соронзлолтын бүсүүд - домэйнууд үүсдэг. Эдгээр домайнуудын хэмжээс нь миллиметрийн аравны нэг ба зуутын нэг (10 -4 - 10 -5 м) бөгөөд энэ нь бие даасан атомын хэмжээнээс (10 -9 м) ихээхэн давсан байна. Нэг домэйн дотор атомын соронзон орон нь хатуу параллель чиглэгддэг бөгөөд гадны соронзон орон байхгүй тохиолдолд бусад домайнуудын соронзон орны чиглэл дур зоргоороо өөрчлөгддөг (Зураг 5).

Цагаан будаа. 5

Тиймээс, соронзон бус төлөвт ч гэсэн ферромагнет дотор хүчтэй соронзон орон байдаг бөгөөд тэдгээрийн чиглэл нь нэг домэйноос нөгөөд шилжих явцад санамсаргүй, эмх замбараагүй байдлаар өөрчлөгддөг. Хэрэв биеийн хэмжээсүүд нь бие даасан домэйны хэмжээнээс хамаагүй их байвал энэ биеийн домэйнуудын үүсгэсэн дундаж соронзон орон бараг байхгүй болно.

Хэрэв та гадны соронзон орон дээр ферромагнет байрлуулбал B 0 , дараа нь домайнуудын соронзон моментууд дахин зохицуулагдаж эхэлнэ. Гэсэн хэдий ч бодисын хэсгүүдийн механик орон зайн эргэлт үүсдэггүй. Соронзонжилтын урвуу үйл явц нь электронуудын хөдөлгөөний өөрчлөлттэй холбоотой боловч болор торны зангилааны атомуудын байрлал өөрчлөгдсөнтэй холбоотой биш юм. Талбайн чиглэлтэй харьцуулахад хамгийн таатай чиглэлтэй домэйнууд хөрш зэргэлдээх "буруу чиглэсэн" домэйнуудын зардлаар хэмжээгээ нэмэгдүүлж, тэдгээрийг шингээдэг. Энэ тохиолдолд бодис дахь талбар нэлээд их хэмжээгээр нэмэгддэг.

Ферромагнетийн шинж чанарууд

1) тухайн бодисын ферросоронзон шинж чанар нь зөвхөн тухайн бодис байрлах үед л гарч ирдэг В талст төлөв ;

2) ферромагнетийн соронзон шинж чанар нь температураас ихээхэн хамаардаг, учир нь доменуудын соронзон орны чиглэлийг дулааны хөдөлгөөнөөс хамгаалдаг. Ферромагнет бүрийн хувьд тодорхой температур байдаг бөгөөд энэ үед домэйн бүтэц бүрэн устаж, ферромагнет нь парамагнет болж хувирдаг. Энэ температурын утгыг нэрлэдэг Кюри цэг . Тэгэхээр цэвэр төмрийн хувьд Кюри температур нь ойролцоогоор 900 ° C байна;

3) ферромагнетууд соронзлогддог ханасан хүртэлсул соронзон орон дээр. Зураг 6-д соронзон орны индукцийн модуль хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг харуулав Б гадаад талбайн өөрчлөлттэй гангаар B 0 :

Цагаан будаа. 6

4) ферромагнетийн соронзон нэвчилт нь гадаад соронзон ороноос хамаарна (Зураг 7).

Цагаан будаа. 7

Үүнийг эхэндээ өсөлттэй холбон тайлбарлаж байна B 0 соронзон индукц Б улам хүчтэй болж, улмаар μ нэмэгдэх болно. Дараа нь соронзон индукцийн үнэ цэнээр B" 0 ханасан байдал (энэ мөчид μ хамгийн их) ба цаашид нэмэгдэхэд үүсдэг B 0 соронзон индукц Б 1 бодисын хувьд өөрчлөгдөхөө больж, соронзон нэвчилт буурч (1 хүртэл):

$$\boldsymbol(\mu = \frac B(B_0) = \frac (B_0 + B_1)(B_0) = 1 + \frac (B_1)(B_0);) $$

5) ферромагнетууд нь үлдэгдэл соронзлолыг харуулдаг. Жишээлбэл, ферросоронзон саваа нь гүйдэл дамждаг соленоидод байрлуулж, ханасан болтол соронзлогддог (цэг. А) (Зураг 8), дараа нь соленоид дахь гүйдлийг багасгаж, түүнтэй хамт B 0 , тэгвэл та соронзгүйжүүлэх явцад саваа дахь талбайн индукц нь соронзлох процессынхоос үргэлж их хэвээр байгааг анзаарч болно. Хэзээ B 0 = 0 (соленоид дахь гүйдэл унтарсан), индукц нь тэнцүү байх болно Б р (үлдэгдэл индукц). Саваа нь соленоидоос салгаж, байнгын соронз болгон ашиглаж болно. Эцэст нь савааг соронзгүй болгохын тулд та соленоидоор эсрэг чиглэлд гүйдэл дамжуулах хэрэгтэй, өөрөөр хэлбэл. индукцийн векторын эсрэг чиглэлтэй гадаад соронзон орныг хэрэглэнэ. Одоо энэ талбайн индукцийн модулийг нэмэгдүүлэх B oc , савааг соронзгүйжүүлэх ( Б = 0).

• Модуль B oc соронзлогдсон ферромагнетийг соронзгүйжүүлэх соронзон орны индукцийг гэнэ албадлагын хүч .

Цагаан будаа. 8

Цаашид нэмэгдэхээр B 0 та саваа ханалт хүртэл соронзлох боломжтой (цэг А" ).

Одоо багасгаж байна B 0 тэг хүртэл бид байнгын соронзыг дахин авдаг, гэхдээ индукцтэй –Б р (эсрэг чиглэл). Саваагаа дахин соронзгүй болгохын тулд анхны чиглэлийн гүйдлийг соленоид дээр дахин асаах шаардлагатай бөгөөд индукц үүсэх үед саваа нь соронзгүй болно. B 0 тэнцүү болно B oc . Үргэлжлүүлэн нэмэгдүүлэх I B 0 , саваагаа ханатал дахин соронзлоорой (цэг А ).

Тиймээс ферромагнетийг соронзлох, соронзгүйжүүлэх үед индукц Бхоцорч байна Б 0. Энэ хоцрогдол гэж нэрлэдэг гистерезисийн үзэгдэл . Зураг 8-д үзүүлсэн муруйг дуудна гистерезисийн гогцоо .

Соронзонжуулалтын муруй хэлбэр (гистерезисын гогцоо) нь шинжлэх ухаан, техникийн хэрэглээнд маш өргөн хэрэглэгддэг ферромагнит материалуудын хувьд ихээхэн ялгаатай байдаг. Зарим соронзон материалууд нь үлдэгдэл, албадлагын өндөр утгатай өргөн гогцоотой байдаг соронзон хатуумөн байнгын соронз хийхэд ашигладаг. Бусад ферросоронзон хайлш нь бага хүч чадлын утгуудаар тодорхойлогддог, ийм материал нь сул талбарт ч амархан соронзлогддог. Ийм материалыг нэрлэдэг соронзон зөөлөнмөн янз бүрийн цахилгаан төхөөрөмжүүдэд ашиглагддаг - реле, трансформатор, соронзон хэлхээ гэх мэт.

Уран зохиол

1. Аксенович Л.А. Дунд сургуулийн физик: Онол. Даалгавар. Тест: Сурах бичиг. ерөнхий боловсрол олгодог байгууллагуудын тэтгэмж. хүрээлэн буй орчин, боловсрол / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Эд. К.С.Фарино. - Мн.: Адукация и вьяхаванне, 2004. - P.330-335.
2. Жилко, V.V. Физик: сурах бичиг. 11-р ангийн тэтгэмж. ерөнхий боловсрол сургууль орос хэлнээс хэл сургалт / V.V. Zhilko, A.V. Лавриненко, Л.Г. Маркович. - Н.: Нар. Асвета, 2002. - хуудас 291-297.
3. Слободянюк А.И. Физик 10. §13 Соронзон орны бодистой харилцан үйлчлэх

Тэмдэглэл

1. Бид соронзон орны индукцийн векторын чиглэлийг зөвхөн хэлхээний дунд хэсэгт авч үздэг.

4. Соронзон материал

Соронзон материал нь цахилгаан ба радио холбоонд дамжуулагч ба диэлектрик материалтай адил чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Цахилгаан машин, трансформатор, багалзуур, цахилгаан радио төхөөрөмж, хэмжих хэрэгсэл нь соронзон материалыг нэг хэлбэрээр эсвэл өөр хэлбэрээр ашигладаг: соронзон хэлхээ, байнгын соронз хэлбэрээр эсвэл соронзон орныг хамгаалах зорилгоор.

Аливаа бодисыг соронзон орон дотор байрлуулахдаа тодорхой M соронзон моментийг олж авдаг. Нэгж эзэлхүүн дэх соронзон моментийг соронзлол J m гэнэ.

J m =M/V.

(4.1)

Соронзонжилт нь соронзон орны хүч чадалтай холбоотой:

J m =k m H, (4.2) Энд k m нь тухайн бодисын соронзон орон дахь соронзлох чадварыг тодорхойлдог хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн юм. .

соронзон мэдрэмтгий байдал

Бодисын соронзон шинж чанарын үндсэн шалтгаан нь цахилгаан цэнэгийн хөдөлгөөний дотоод далд хэлбэрүүд бөгөөд тэдгээр нь соронзон момент бүхий энгийн дугуй гүйдэл юм. Ийм гүйдэл нь атом дахь электронуудын тойрог замын эргэлт ба тойрог замын эргэлт юм. Протон ба нейтроны соронзон момент нь электроны соронзон моментоос ойролцоогоор 1000 дахин бага байдаг тул атомын соронзон шинж чанарыг бүхэлд нь электроноор тодорхойлдог бөгөөд цөмийн соронзон моментийг үл тоомсорлож болно.

4.1.

• Соронзон шинж чанараар бодисыг ангилах
• Гадаад соронзон орны урвал ба дотоод соронзон дарааллын шинж чанараас хамааран байгаль дээрх бүх бодисыг таван бүлэгт хувааж болно.
• диамагнит материал;
• парамагнит материал;
• ферромагнетууд;

Диамагнит антиферромагнет;

ферримагнетууд.

– соронзон нэвчилт m нь нэгдлээс бага бөгөөд гадаад соронзон орны хүчнээс хамаарахгүй.

Диамагнетизм нь атомыг соронзон орон руу оруулах үед электроны тойрог замын эргэлтийн өнцгийн хурд бага зэрэг өөрчлөгдсөнөөс үүсдэг.

Диамагнитын нөлөө нь бүх бодист байдаг бүх нийтийн шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч ихэнх тохиолдолд энэ нь илүү хүчтэй соронзон нөлөөгөөр далдлагдсан байдаг.

Парамагнетууд – гадаад соронзон орны хүчнээс хамааралгүй нэгдлээс m-ээс их бодис.

Гадны соронзон орон нь атомуудын соронзон моментуудыг нэг чиглэлд давуу чиглүүлэхэд хүргэдэг.

Соронзон талбарт байрлуулсан парамагнит бодисууд түүн рүү татагддаг.

Парамагнит материалд хүчилтөрөгч, азотын исэл, шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металлууд, төмрийн давс, кобальт, никель, газрын ховор элемент орно.

Парамагнетийн нөлөө нь диэлектрикүүдийн дипол-тайвшралын туйлшралтай физик шинж чанараараа олон талаараа төстэй юм.

TO ферромагнетууд гадны соронзон орны хүч ба температураас ихээхэн хамаардаг өндөр соронзон нэвчилттэй бодисууд (10 6 хүртэл) орно.

Ферромагнетууд нь атомуудын параллель чиглэсэн соронзон момент бүхий макроскопийн мужуудаар илэрхийлэгддэг дотоод соронзон дарааллаар тодорхойлогддог. Ферромагнетийн хамгийн чухал шинж чанар нь сул соронзон орон дээр ханасан хүртэл соронзлох чадвар юм.

Антиферромагнетууд Энэ нь тодорхой температураас доош T°-аас доош болор торны ижил атомууд эсвэл ионуудын соронзон моментуудын эсрэг параллель чиглэл аяндаа үүсдэг бодис юм.

Халах үед антиферромагнет нь парамагнит төлөвт хувирдаг. Антиферромагнетизм нь хром, манган болон газрын ховор элемент (Ce, Nd, Sm, Tm гэх мэт) -ээс олдсон.

TO ферримагнетууд соронзон шинж чанар нь нөхөн олгогдоогүй антиферромагнетизмаас үүдэлтэй бодисууд орно. Тэдний соронзон нэвчилт нь өндөр бөгөөд соронзон орны хүч ба температураас ихээхэн хамаардаг.

Зарим захиалгат металлын хайлш нь ферримагнит шинж чанартай боловч голчлон янз бүрийн ислийн нэгдлүүд, ферритүүд нь гол сонирхол юм.

Диа-, пара- ба антиферромагнетыг бүлэгт нэгтгэж болно сул соронзон бодисууд, харин ферро- болон ферримагнетууд байдаг өндөр соронзон материалууд хамгийн их сонирхол татдаг.

4.2. Материалын соронзон шинж чанар

Соронзон орон дахь ферросоронзон материалын үйлдэл нь анхны соронзлолын муруйгаар тодорхойлогддог.

Цагаан будаа. 4.1. Анхны соронзлолтын муруй.

Материал дахь соронзон индукцийн В-ийн хамаарлыг соронзон орны хүч H-ээс харуулав.

Соронзон материалын шинж чанарыг соронзон шинж чанараар үнэлдэг. Голыг нь авч үзье.

4.2.1.

Материалын үнэмлэхүй соронзон нэвчилт m a нь өгөгдсөн материалын соронзлолын муруйн өгөгдсөн цэг дэх соронзон индукцийн B-ийн соронзон орны хүч H-тэй харьцуулсан харьцаа бөгөөд H/m-ээр илэрхийлэгдэнэ.

m a =V/N (4.3)

Материалын харьцангуй соронзон нэвчилт m нь үнэмлэхүй соронзон нэвчилтийг соронзон тогтмолд харьцуулсан харьцаа юм.

m =m a /m o (4.4)

μ 0 – вакуум дахь соронзон орныг тодорхойлдог (m 0 =1.256637·10 -6 H/m).

Үнэмлэхүй соронзон нэвчилтийг зөвхөн тооцооллын зорилгоор ашигладаг. Соронзон материалын шинж чанарыг үнэлэхийн тулд m-ийг ашигладаг бөгөөд энэ нь сонгосон нэгжийн системээс хамаардаггүй. Үүнийг соронзон нэвчилт гэж нэрлэдэг. Соронзон нэвчилт нь соронзон орны хүчнээс хамаарна.

Цагаан будаа. 4.2. Соронзон нэвчих чадварын соронзон орны хүчнээс хамаарах байдал.

Анхны m n ба хамгийн их соронзон нэвчилт m m байдаг.

M n ба m m-ийн том утга нь энэ материал нь сул, хүчтэй соронзон орон дээр амархан соронзлогддог болохыг харуулж байна.

4.2.2.

Соронзон нэвчих чадварын температурын коэффициент

Соронзон нэвчилтийн температурын коэффициент TKm нь m-ийн өөрчлөлтийн шинж чанарыг үнэлэх боломжийг олгодог.

TK μ = (μ 2 - μ 1)/ μ 1 (T 2 – T 1)

T°-ийн μ-ийн ердийн хамаарлыг 4.3-р зурагт үзүүлэв.

Зураг.4.3. Температураас ферросоронзон материалын соронзон нэвчих чадварын ердийн хамаарал μ нь бараг тэг хүртэл буурахыг T° гэж нэрлэдэг Кюри температур

Tk T > Tk үед материалын атом ба молекулуудын эрчимтэй дулааны хөдөлгөөнөөс болж соронзлолтын процесс тасалддаг тул материал нь ферромагнит байхаа болино.
Тэгэхээр цэвэр төмрийн хувьд Tc = 768 ° C байна
никелийн хувьд Tk = 358 ° C

кобальтын хувьд Tc = 1131°C

4.2.3.

Ханалтын индукц

Бүх соронзон материалын шинж чанар бүхий Bs индукцийг ханалтын индукц гэж нэрлэдэг (4.4-р зургийг үз). Өгөгдсөн H-ийн Bs их байх тусам соронзон материал сайн байна.

Соронзон материалын дээжийг соронзон орны хүчийг H тасралтгүй нэмэгдүүлэх замаар соронзуулж байвал соронзон индукц В нь мөн анхны соронзлолын муруй 1-ийн дагуу тасралтгүй нэмэгдэнэ.

Зураг 4.4. Соронзон материалын гистерезис гогцоо

Үлдэгдэл соронзон индукц B r нь H = 0 үед ферросоронзон материалд ажиглагддаг. Дээжийг соронзгүйжүүлэхийн тулд соронзон орны хүч нь чиглэлээ эсрэг чиглэлд өөрчлөх ёстой - N. Индукц тэг болох талбарын хүчийг албадлагын хүч N c гэж нэрлэдэг. Hc өндөр байх тусам материал нь соронзгүйжүүлэх чадвар бага байдаг.

Хэрэв материалыг соронзгүйжүүлсний дараа эсрэг чиглэлд соронзлогдвол битүү гогцоо үүснэ. гистерезисийн гогцоог хязгаарлах – соронзон индукц нь ханалтын индукц B s-тэй тэнцүү болох үед соронзон орны хүч +H-ээс –H хүртэл жигд өөрчлөгдөн авсан гогцоо.

4.2.5.

Гистерезисийн улмаас тодорхой алдагдал

Энэ нь нэг мөчлөгт материалын нэгж массын соронзлолтыг өөрчлөхөд зарцуулсан Pg алдагдал юм [Вт/кг]. Тэдний үнэ цэнэ нь соронзлолын урвуу давтамж ба хамгийн их индукцийн утгаас хамаарна. Тэдгээрийг (нэг мөчлөгийн хувьд) гистерезисийн гогцооны талбайгаар тодорхойлно.

4.2.6.

Динамик гистерезисийн гогцоо

Энэ нь материалыг хувьсах соронзон орны нөлөөгөөр дахин соронзуулж, статикаас том талбайтай үед үүсдэг. хувьсах соронзон орны нөлөөн дор гистерезисийн улмаас алдагдлаас гадна эргүүлэг гүйдлийн алдагдал ба соронзон үр нөлөө (H-ээс параметрийн хугацааны хоцрогдол) үүсдэг бөгөөд энэ нь материалын соронзон зуурамтгай чанараар тодорхойлогддог.

4.2.7.

Эргэлтийн урсгалын улмаас эрчим хүчний алдагдал

Эргэдэг гүйдлийн P-ийн энергийн алдагдал нь материалын цахилгаан эсэргүүцэх чадвараас хамаарна ρ. ρ их байх тусам алдагдал бага байна.

P in нь материалын нягт ба түүний зузаанаас хамаарна. Тэдгээр нь соронзон индукцийн B m далайцын квадрат болон хувьсах талбайн f давтамжтай пропорциональ байна.

4.2.8.

Гистерезисийн давталтын квадратын коэффициент

Гистерезисийн гогцооны хэлбэрийг тооцоолохын тулд гистерезисийн гогцооны квадратын коэффициентийг ашиглана:

K p = V r / V м (4.6)

K p том байх тусам гогцоо нь тэгш өнцөгт болно. Автоматжуулалт, компьютерийн хадгалалтад ашигладаг соронзон материалын хувьд K p = 0.7-0.9.

4.2.9.

Тусгай эзэлхүүний энерги

Соронзон орон дахь тэдний зан байдлын дагуу бүх соронзон материалыг зөөлөн соронзон (MM) ба хатуу соронзон (HMM) гэсэн хоёр үндсэн бүлэгт хуваадаг. MMM нь анхны болон хамгийн их соронзон нэвчилтийн их утгатай, албадлагын хүчний бага утгуудаар тодорхойлогддог (4000 А / м-ээс бага). Тэдгээр нь амархан соронздож, соронзгүйждэг бөгөөд гистерезийн алдагдал багатай байдаг.

MMM нь цэвэр байх тусам соронзон шинж чанар нь илүү сайн байдаг.

MTM нь өндөр албадлагын хүч (4000 А/м-ээс их) ба үлдэгдэл индукц (0.1 Т-ээс их) байдаг. Тэдгээр нь маш их бэрхшээлтэй соронзлогддог боловч соронзон энергийг удаан хугацаанд хадгалж чаддаг, i.e. тогтмол соронзон орны эх үүсвэр болдог.

Тэдний найрлагад үндэслэн бүх соронзон материалыг хуваана

1. металл
2. металл бус
3. соронзондиэлектрик.

Металл соронзон материал нь цэвэр металл (төмөр, кобальт, никель) ба зарим металлын соронзон хайлш юм.

Металл бус соронзон материалууд нь төмрийн исэл ба бусад металлын ислийн нунтаг хольцоос гаргаж авсан ферритүүд юм. Дарагдсан феррит бүтээгдэхүүн нь цэвэрлэгддэг бөгөөд үүний үр дүнд цул цул хэсгүүд болж хувирдаг.

Соронзон диэлектрик нь 60-80% нунтаг соронзон материал, 40-20% диэлектрикээс бүрдэх нийлмэл материал юм.

Феррит ба соронзодиэлектрик нь металл соронзон материалаас том ρ (10 2 -10 8 Ом м) байдгаараа ялгаатай бөгөөд энэ нь эргүүлэг гүйдлийн алдагдлыг бага болгодог. Энэ нь тэдгээрийг өндөр давтамжийн технологид ашиглах боломжийг олгодог. Нэмж дурдахад ферритүүд нь өргөн хүрээний давтамжийн (богино долгионы давтамжийг оруулаад) соронзон параметрүүдийн тогтвортой байдлыг хангадаг.

4.4. Металл зөөлөн соронзон материал

Цахим төхөөрөмжид ашиглагддаг зөөлөн соронзон материалууд нь карбонил төмөр, пермаллой, алсифер, нүүрстөрөгч багатай цахиурын ган юм.

4.4.1.

Карбонил төмөр

Энэ нь 1-8 микрон диаметртэй бөмбөрцөг хэсгүүдээс бүрдсэн нарийн нунтаг юм.
μ n = 2500 – 3000
μ м = 20000 – 21000

N s = 4.5 - 6.2 A / м

Энэ нь өндөр давтамжийн соронзондиэлектрик цөм үйлдвэрлэхэд хэрэглэгддэг.

4.4.2.

Permalloy
Никелийн агууламж 45-80% -ийн уян хатан төмөр-никель хайлшийг 1 микрон хүртэл зузаантай нимгэн хуудас, тууз болгон хялбархан өнхрүүлдэг. Никелийн агууламж 45-50% байдаг тул тэдгээрийг бага никель, 60-80% -ийг өндөр никель гэж нэрлэдэг.
μ n = 2000 – 14000
μ м = 50000 – 270000

Соронзон шинж чанарыг сайжруулахын тулд молибден, хром, цахиур эсвэл зэсийг permalloy-д оруулж, турбомолекулын шахуурга ашиглан устөрөгч эсвэл вакуумд боловсруулдаг.

1-5 МГц давтамжтай ажилладаг тоног төхөөрөмжийн эд ангиудын хувьд нэмэлт хольцтой пермаллойг ашигладаг.

Тэгш өнцөгт гистерезисын гогцоо бүхий пермаллойгуудыг соронзон өсгөгч дээр ашигладаг.

4.4.3.

Альсифера
Эдгээр нь 5.5-13% хөнгөн цагаан, 9-10% цахиур, бусад нь төмрөөс бүрдэх уян хатан бус, хэврэг хайлш юм.
μ n = 6000 – 7000
μ м = 30000 – 35000

N s = 2.2 A/m

ρ = 0.8 μОм м

Цутгамал цөм нь 50 кГц хүртэлх зайд ажилладаг.

4.4.4.

Нүүрстөрөгч багатай цахиурын ган

Эдгээр нь 0.8-4.8% цахиур, нүүрстөрөгчийн агууламж 0.08% -иас ихгүй төмрийн хайлш юм.

Хүйтэн цувисан гангийн соронзон шинж чанар сайжирсан нь зөвхөн соронзон урсгалын чиглэл нь гулсмал чиглэлтэй давхцах үед л ажиглагддаг. Үгүй бол халуун цувисан гангийн шинж чанар илүү өндөр байдаг.

Хүснэгт 4.1. Ганыг электрон төхөөрөмжийн чухал ач холбогдол багатай бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд ашигладаг.

1. Халуун цувисан
2. хүйтэн цувисан
3. 4.5.
4. Металл соронзон хатуу материал
5. Соронзон хатуу материалыг найрлага, нөхцөл, үйлдвэрлэх аргаас хамааран дараахь байдлаар хуваана.

мартенсит хүртэл хатуурсан хайлш ган;

цутгамал соронзон хатуу хайлш;

нунтаг соронз;

4.5.2.

Цутгамал соронзон хатуу хайлш Өмнө нь хайлш гэж нэрлэгддэг Al-Ni-Fe гурвалсан хайлш нь илүү их соронзон энергитэй байдаг. ални

. Эдгээр хайлшуудад кобальт эсвэл цахиур нэмснээр соронзон шинж чанар нь нэмэгддэг. Эдгээр хайлшийн сул тал нь зөвхөн нунтаглах замаар боловсруулж болох эмзэг, хатуулагтай тул тэдгээрээс нарийн хэмжээтэй бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд бэрхшээлтэй байдаг.

4.5.3.

Нунтаг соронз

Хатуу хэмжигдэхүүнтэй, ялангуяа жижиг бүтээгдэхүүн авах хэрэгцээ нь байнгын соронз үйлдвэрлэхийн тулд нунтаг металлургийн аргыг ашиглахад хүргэсэн.

Энэ тохиолдолд металл керамик соронз ба нунтаг ширхэгээр хийсэн соронзыг нэг буюу өөр холбогчоор (металл-хуванцар соронзон) хооронд нь ялгадаг.

11.5-13 В

Кунифе II

50Cu,20Ni 2.5Co

50Cu,21Ni,29Co

Кунико II

4.6.

Ферритүүд

Эдгээр нь төмрийн исэл Fe 2 O 3-ийн бусад металлын ислүүдтэй нэгдлүүд юм: ZnO, NiO.

Бүх энгийн ферритүүд соронзон шинж чанартай байдаггүй. Тэгэхээр CdFe 2 O 4 нь соронзон бус бодис юм.

Хамгийн сайн соронзон шинж чанарууд нь нэг нэгнийхээ хатуу уусмал болох нийлмэл эсвэл холимог ферритүүд юм. Энэ тохиолдолд соронзон бус ферритийг энгийн соронзон ферриттэй хослуулан хэрэглэдэг. Өргөн тархсан никель-цайрын ферритүүдийн ерөнхий томъёо нь дараах байдалтай байна.

mNiO Fe 2 O 3 + nZnO Fe 2 O 3 + pFeO Fe 2 O 3, (4.8)

m, n ба p коэффициентүүд нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоон хамаарлыг тодорхойлдог. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувийн найрлага нь материалын тодорхой соронзон шинж чанарыг олж авахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

REA-д хамгийн өргөн хэрэглэгддэг холимог зөөлөн соронзон ферритүүд: никель-цайры, манган-цайры, лити-цайры.

Ферритүүдийн давуу тал– өргөн давтамжийн мужид соронзон шинж чанарын тогтвортой байдал, эргэлтийн гүйдлийн алдагдал бага, соронзон долгионы сулралтын коэффициент бага, түүнчлэн феррит эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд хялбар байдал.

Бүх ферритүүдийн сул тал- эмзэг байдал, соронзон шинж чанаруудын температур, механик нөлөөллөөс тодорхой хамаарал.

4.7.

Соронзон диэлектрик

Эдгээр нь органик болон органик бус диэлектрикээр холбогдсон зөөлөн соронзон материалын нарийн ширхэгт хэсгүүдээс бүрдсэн нийлмэл материал юм. Карбонил төмөр, алсифер болон зарим төрлийн пермаллойг нарийн тархсан MMM болгон ашигладаг. Диэлектрикийн хувьд - эпокси эсвэл бакелит давирхай, полистирол, шингэн шил гэх мэт.

Диэлектрикийн зорилго нь зөвхөн соронзон материалын хэсгүүдийг хооронд нь холбохоос гадна тэдгээрийн хооронд цахилгаан тусгаарлагч давхаргыг бий болгож, улмаар соронзондиэлектрикийн цахилгаан эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Энэ нь эргэлтийн гүйдлийн алдагдлыг эрс багасгаж, 10-100 МГц (бүрэлдэхүүнээс хамаарч) давтамжтайгаар ажиллах боломжтой болгодог.

Соронзон диэлектрикийн соронзон шинж чанар нь анхны ферросоронзон дүүргэгчээс арай доогуур байдаг.

Соронзон момент нь бодисын соронзон шинж чанарыг тодорхойлдог гол вектор хэмжигдэхүүн юм. Соронзон хүчний эх үүсвэр нь битүү гүйдэл учраас соронзон моментийн утга Мгүйдлийн үржвэр гэж тодорхойлогддог Iгүйдлийн хэлхээнд хамрагдсан хэсэгт S:

M = I × S A×m 2 .

Атом ба молекулуудын электрон бүрхүүлүүд нь соронзон моментуудтай байдаг. Электрон болон бусад энгийн бөөмсүүд нь өөрийн механик момент - спин байгаагаар тодорхойлогддог спин соронзон моменттэй байдаг. Электроны эргэлтийн соронзон моментийг гадны соронзон орон дээр чиглүүлж, соронзон орны хүч чадлын векторын чиглэлд зөвхөн хоёр тэнцүү ба эсрэг чиглэлтэй моментийн проекцийг хийх боломжтой. Бор магнетон– 9.274×10 -24 A×m 2 .

1. Бодисын "соронзон" гэсэн ойлголтыг тодорхойл.

Соронзонжуулалт - Ж-Бодисын нэгж эзэлхүүн дэх нийт соронзон момент:

1. "Соронзон мэдрэмтгий байдал" гэсэн ойлголтыг тодорхойл.

Бодисын соронзон мэдрэмтгий байдал, א v -Бодисын соронзлолыг нэгж эзэлхүүн дэх соронзон орны хүчд харьцуулсан харьцаа:

אv =,хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн.

Өвөрмөц соронзон мэдрэмтгий байдал, א – соронзон мэдрэмтгий байдлыг бодисын нягтралд харьцуулсан харьцаа, i.e. м 3 / кг-аар хэмжсэн массын нэгжийн соронзон мэдрэмж.

1. "Соронзон нэвчилт" гэсэн ойлголтыг тодорхойл.

Соронзон нэвчилт, μ – Энэ нь соронзон орны нөлөөлөлд өртөх үед соронзон индукцийн өөрчлөлтийг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн юм. . Изотропик орчны хувьд соронзон нэвчилт нь орчин дахь индукцийн харьцаатай тэнцүү байна INгадаад соронзон орны хүч чадалд Нба соронзон тогтмол хүртэл μ 0 :

Соронзон нэвчилт нь хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн юм. Тодорхой орчны хувьд түүний утга нь ижил орчны соронзон мэдрэмтгий байдлаас 1 дахин их байна:

μ = אv+1,учир B = μ 0 (H + J).

1. Соронзон шинж чанарт үндэслэн материалын ангилалыг өг.

Соронзон бүтэц, соронзон нэвчилт (мэдрэмтгий байдлын) утгуудаас хамааран материалыг дараахь байдлаар хуваана.

Диамагнит μ< 1 (материал нь соронзон орныг "эсэргүүцдэг");

Парамагнетууд μ > 1(материал нь соронзон орныг сул мэдэрдэг);

Ферромагнетууд μ >> 1(материал дахь соронзон орон нэмэгддэг);

Ферримагнетууд μ >> 1(материал дахь соронзон орон ихсэх боловч материалын соронзон бүтэц нь ферромагнетийн бүтцээс ялгаатай);

Антиферромагнетууд μ ≈ 1(материал нь соронзон оронтой сул урвалд ордог, гэхдээ түүний соронзон бүтэц нь ферримагнеттэй төстэй байдаг).

1. Диамагнетизмын мөн чанарыг тайлбарла.

Диамагнетизм гэдэг нь түүн дээр ажиллаж буй гадаад соронзон орны чиглэлд (цахилгаан соронзон индукцийн хууль ба Ленцийн дүрмийн дагуу) соронзлох бодисын шинж чанар юм. Диамагнетизм нь бүх бодисын шинж чанартай боловч "цэвэр хэлбэрээр" диамагнит бодисоор илэрдэг. Диамагнетик нь молекулууд нь өөрийн соронзон моментгүй бодисууд юм (нийт соронзон момент нь тэг), тиймээс тэдгээр нь диамагнетизмаас өөр шинж чанартай байдаггүй. Диамагнит материалын жишээ:

Устөрөгч, А = - 2×10 -9 м 3 /кг.

Ус, А = - 0.7×10 -9 м 3 /кг.

Алмаз, А = - 0.5×10 -9 м 3 /кг.

Графит, А = - 3×10 -9 м 3 /кг.

Зэс, А = - 0.09×10 -9 м 3 /кг.

Цайр, А = - 0.17×10 -9 м 3 /кг.

Мөнгө, А = - 0.18×10 -9 м 3 /кг.

Алт, А = - 0.14×10 -9 м 3 /кг.

43. Парамагнетизмын мөн чанарыг тодорхойлно уу.

Парамагнетизм нь парамагнет гэж нэрлэгддэг бодисуудын шинж чанар бөгөөд тэдгээр нь гадаад соронзон орон дотор байрлах үед энэ талбайн чиглэлтэй давхцах соронзон моментийг олж авдаг. Парамагнит материалын атом ба молекулууд нь диамагнит материалаас ялгаатай нь өөрийн гэсэн соронзон моменттэй байдаг. Талбай байхгүй тохиолдолд эдгээр моментуудын чиг баримжаа нь эмх замбараагүй (дулааны хөдөлгөөний улмаас) бөгөөд бодисын нийт соронзон момент тэг байна. Гадны орон үйлчлэх үед бөөмсийн соронзон моментууд талбайн чиглэлд хэсэгчлэн чиглэгдэж, соронзлол J нь гадаад талбайн хүч H-д нэмэгддэг: B = μ 0 (H + J). Бодисын индукц нэмэгддэг. Парамагнит материалын жишээ:

Хүчилтөрөгч, А = 108×10 -9 м 3 /кг.

Титан, А = 3×10 -9 м 3 /кг.

Хөнгөн цагаан, А = 0.6×10 -9 м 3 /кг.

Платинум, А = 0.97×10 -9 м 3 /кг.

44.Ферромагнетизмын мөн чанарыг тодорхойлно уу.

Ферромагнетизм гэдэг нь тухайн бодисын (домайн) тодорхой эзэлхүүн дэх атомуудын бүх соронзон моментууд параллель байх нь тухайн бодисын соронзон дараалсан төлөв бөгөөд энэ нь домэйны аяндаа соронзлолт үүсгэдэг. Соронзон дарааллын харагдах байдал нь электронуудын солилцооны харилцан үйлчлэлтэй холбоотой бөгөөд энэ нь электростатик шинж чанартай байдаг (Куломын хууль). Гадаад соронзон орон байхгүй тохиолдолд янз бүрийн домэйны соронзон моментуудын чиг баримжаа дур зоргоороо байж болох ба авч үзэж буй бодисын эзэлхүүн нь нийт сул буюу тэг соронзлолтой байж болно. Соронзон орон хэрэглэх үед домэйнуудын соронзон моментууд талбайн дагуу чиглэгддэг тул талбайн хүч их байх болно. Энэ тохиолдолд ферромагнетийн соронзон нэвчилтийн утга өөрчлөгдөж, бодис дахь индукц нэмэгддэг. Ферромагнетийн жишээ:

Төмөр, никель, кобальт, гадолиниум

мөн эдгээр металлын хайлш нь өөр хоорондоо болон бусад металлуудтай (Al, Au, Cr, Si гэх мэт). μ ≈ 100…100000.

45. Ферримагнетизмын мөн чанарыг тодорхойлно уу.

Ферримагнетизм гэдэг нь атом эсвэл ионуудын соронзон моментууд нь бие биентэйгээ тэнцүү биш, эсрэг параллель чиглэсэн нийт соронзон момент бүхий атомууд эсвэл ионуудын тодорхой эзэлхүүн дэх материйн (домайн) соронзон дэд сүлжээнүүд үүсдэг бодисын соронзон дараалсан төлөв юм. Ферримагнетизмыг соронзон дараалсан төлөвийн хамгийн ерөнхий тохиолдол, харин ферромагнетизмыг нэг дэд тортой тохиолдол гэж үзэж болно. Ферримагнетийн найрлагад заавал ферросоронзон атомууд орно. Ферримагнетийн жишээ:

Fe 3 O 4; MgFe 2 O 4; CuFe 2 O 4; MnFe 2 O 4; NiFe 2 O 4; CoFe2O4...

Ферримагнетийн соронзон нэвчилт нь ферромагнетийнхтэй ижил дараалалтай байна. μ ≈ 100…100000.

46.Антиферромагнетизмын мөн чанарыг тодорхойлно уу.

Антиферромагнетизм гэдэг нь бодисын хөрш зэргэлдээ хэсгүүдийн соронзон моментууд нь параллель эсрэг чиглэсэн байдаг ба гадаад соронзон орон байхгүй тохиолдолд бодисын нийт соронзлол тэгтэй тэнцүү байдаг тул бодисын соронзон дараалсан төлөв байдал юм. Соронзон бүтцийн хувьд антиферромагнетийг ферримагнетийн онцгой тохиолдол гэж үзэж болно, үүнд дэд сүлжээнүүдийн соронзон моментууд нь тэнцүү ба эсрэг параллель байдаг. Антиферромагнетийн соронзон нэвчилт нь 1-тэй ойролцоо байна. Антиферромагнетийн жишээ:

Cr 2 O 3; манган; FeSi; Fe 2 O 3; NiO……… μ ≈ 1.

47. Хэт дамжуулагч төлөвт байгаа материалын соронзон нэвчилт ямар утгатай вэ?

Хэт уулзварын температураас доогуур хэт дамжуулагч нь хамгийн тохиромжтой диамагнит юм.

א= - 1; μ = 0.