Manyetikler

Manyetik alandaki tüm maddeler mıknatıslanır (içlerinde bir iç manyetik alan belirir). Büyüklüğüne ve yönüne bağlı olarak iç alan maddeler ikiye ayrılır:

1) diyamanyetik malzemeler,

2) paramanyetik malzemeler,

3) ferromıknatıslar.

Bir maddenin mıknatıslanması manyetik geçirgenlik ile karakterize edilir.

Maddede manyetik indüksiyon,

Vakumda manyetik indüksiyon.

Herhangi bir atom manyetik bir moment ile karakterize edilebilir .

Devredeki akım gücü, devrenin alanı, devre yüzeyine normal vektör.

Bir atomun mikro akımı, negatif elektronların yörüngede ve çevresinde hareketi ile yaratılır. kendi ekseni pozitif çekirdeğin kendi ekseni etrafında dönmesinin yanı sıra.

1. Diamıknatıslar.

ne zaman değil dış alan, atomlarda diyamanyetik malzemeler elektronların ve çekirdeklerin akımları dengelenir. Bir atomun toplam mikro akımı ve onun manyetik moment sıfıra eşittir.

Harici bir manyetik alanda, atomlarda sıfırdan farklı temel akımlar indüklenir (indüklenir). Atomların manyetik momentleri ters yönde yönlendirilir.

Dış alanın karşısına yönlendirilen ve onu zayıflatan küçük bir kendi alanı yaratılır.

Diyamanyetik malzemelerde.

Çünkü< , то для диамагнетиков 1.

2. Paramıknatıslar

İÇİNDE paramıknatıslar atomların mikro akımları ve manyetik momentleri sıfıra eşit değildir.

Harici bir alan olmadığında bu mikro akımlar kaotik bir şekilde konumlandırılır.

Harici bir manyetik alanda, paramanyetik atomların mikro akımları alan boyunca yönlendirilerek onu güçlendirir.

Paramanyetik bir malzemede manyetik indüksiyon = + biraz aşar.

Paramıknatıslar için 1. Dia ve paramıknatıslar için 1 olduğunu varsayabiliriz.

Tablo 1. Para ve diyamanyetik malzemelerin manyetik geçirgenliği.

Paramanyetik malzemelerin mıknatıslanması sıcaklığa bağlıdır, çünkü Atomların termal hareketi, mikro akımların düzenli düzenlenmesini engeller.

Doğadaki maddelerin çoğu paramanyetiktir.

Dia- ve paramıknatıslardaki içsel manyetik alan önemsizdir ve madde dış alandan uzaklaştırılırsa yok edilir (atomlar orijinal durumlarına döner, madde manyetikliği giderilir).

3. Ferromıknatıslar

Manyetik geçirgenlik ferromıknatıslar yüzbinlere ulaşır ve mıknatıslanma alanının büyüklüğüne bağlıdır ( son derece manyetik maddeler).

Ferromıknatıslar: demir, çelik, nikel, kobalt, bunların alaşımları ve bileşikleri.

Ferromıknatıslarda, tüm atomik mikro akımların aynı şekilde yönlendirildiği kendiliğinden mıknatıslanma bölgeleri (“alanlar”) vardır. Alan boyutu 0,1 mm'ye ulaşır.

Harici bir alanın yokluğunda, bireysel alanların manyetik momentleri rastgele yönlendirilir ve telafi edilir. Dış alanda, mikro akımların dış alanı güçlendirdiği alanlar, komşularının zararına olacak şekilde boyutlarını artırır. Ferromıknatıslarda ortaya çıkan manyetik alan = +, para ve diyamanyetik malzemelerle karşılaştırıldığında çok daha güçlüdür.

Milyarlarca atom içeren alanlar eylemsizliğe sahiptir ve orijinal düzensiz durumlarına hızla geri dönmezler. Bu nedenle bir ferromıknatıs dış alandan çıkarılırsa kendi alanı uzun süre kalır.

Mıknatıs, uzun süreli depolama sırasında mıknatıslığını kaybeder (zamanla alanlar kaotik bir duruma döner).

Manyetikliği gidermenin başka bir yöntemi ısıtmadır. Her bir ferromıknatıs için, alanlardaki atomlar arasındaki bağların yok edildiği bir sıcaklık (“Curie noktası” olarak adlandırılır) vardır. Bu durumda ferromıknatıs paramıknatısa dönüşür ve demanyetizasyon meydana gelir. Örneğin demirin Curie noktası 770°C'dir.

Bobinin manyetik alanı, bu alanın akımına, gücüne ve alan indüksiyonuna göre belirlenir. Onlar. Bir boşluktaki alan indüksiyonu akımın büyüklüğü ile orantılıdır. Belirli bir ortamda veya maddede manyetik alan oluşturulmuşsa, bu alan maddeyi etkiler ve o da manyetik alanı belirli bir şekilde değiştirir.

Dış manyetik alanda bulunan bir madde mıknatıslanır ve içinde ek bir iç manyetik alan belirir. Elektronların atom içi yörüngeler boyunca ve kendi eksenleri etrafındaki hareketi ile ilişkilidir. Elektronların ve atom çekirdeğinin hareketi temel dairesel akımlar olarak düşünülebilir.

Manyetik özellikler temel dairesel akım manyetik bir moment ile karakterize edilir.

Harici bir manyetik alanın yokluğunda, madde içindeki temel akımlar rastgele (kaotik) olarak yönlendirilir ve dolayısıyla toplam veya toplam manyetik moment sıfıra eşit ve çevredeki alanda temel iç akımların manyetik alanı tespit edilmez.

Dış manyetik alanın maddedeki temel akımlar üzerindeki etkisi, yüklü parçacıkların dönme eksenlerinin yönünün, manyetik momentlerinin bir yöne yönlendirileceği şekilde değişmesidir. (dış manyetik alana doğru). Aynı dış manyetik alanda farklı maddelerin mıknatıslanmasının yoğunluğu ve doğası önemli ölçüde farklılık gösterir. Ortamın özelliklerini ve ortamın manyetik alan yoğunluğu üzerindeki etkisini karakterize eden miktara mutlak denir. manyetik geçirgenlik veya ortamın manyetik geçirgenliği (μ İle ) . Bu = bağıntısıdır. Ölçülen [ μ İle ]=Gn/m.

Bir vakumun mutlak manyetik geçirgenliğine manyetik sabit denir. μ O =4π 10 -7 H/m.

Mutlak manyetik geçirgenliğin manyetik sabite oranına denir. bağıl manyetik geçirgenlikμ c /μ 0 =μ. Onlar. bağıl manyetik geçirgenlik, ortamın mutlak manyetik geçirgenliğinin, vakumun mutlak geçirgenliğinden kaç kat daha fazla veya daha az olduğunu gösteren bir değerdir. μ geniş bir aralıkta değişen boyutsuz bir miktardır. Bu değer, tüm malzemeleri ve ortamları üç gruba ayırmanın temelini oluşturur.

Diamıknatıslar . Bu maddeler 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.

Paramıknatıslar . Bu maddeler μ > 1'e sahiptir. Bunlara alüminyum, magnezyum, kalay, platin, manganez, oksijen, hava vb. dahildir. Hava = 1.0000031. . Bu maddeler, diyamanyetik malzemeler gibi, mıknatısla zayıf bir şekilde etkileşime girer.

Teknik hesaplamalar için diyamanyetik ve paramanyetik cisimlerin µ'si birliğe eşit olarak alınır.

Ferromıknatıslar . Bu, elektrik mühendisliğinde büyük rol oynayan özel bir madde grubudur. Bu maddeler μ >> 1'e sahiptir. Bunlar arasında demir, çelik, dökme demir, nikel, kobalt, gadolinyum ve metal alaşımları bulunur. Bu maddeler mıknatıs tarafından güçlü bir şekilde çekilir. Bu maddeler için μ = 600-10.000. Bazı alaşımlar için μ 100.000'e kadar rekor değerlere ulaşır. Ferromanyetik malzemeler için μ'nin sabit olmadığını ve manyetik alan kuvvetine, malzemenin türüne ve sıcaklığa bağlı olduğunu belirtmek gerekir. .

Ferromıknatıslardaki μ'nin büyük değeri, bunların içinde temel manyetik momentlerin aynı şekilde yönlendirildiği kendiliğinden mıknatıslanma bölgeleri (alanlar) içermesiyle açıklanır. Katlandıklarında alanların ortak manyetik momentlerini oluştururlar.

Manyetik alanın yokluğunda alanların manyetik momentleri rastgele yönlendirilir ve cismin veya maddenin toplam manyetik momenti sıfırdır. Bir dış alanın etkisi altında, alanların manyetik momentleri bir yönde yönlendirilir ve dış manyetik alanla aynı yönde yönlendirilen vücudun ortak bir manyetik momentini oluşturur.

Bu önemli özellik pratikte bobinlerde ferromanyetik çekirdekler kullanılarak kullanılır; bu, aynı akım değerlerinde ve dönüş sayısında manyetik indüksiyonu ve manyetik akıyı keskin bir şekilde arttırmayı veya başka bir deyişle, manyetik alanı nispeten küçük bir alanda yoğunlaştırmayı mümkün kılar. hacim.

Manyetik geçirgenlik- manyetik indüksiyon arasındaki ilişkiyi karakterize eden fiziksel miktar, katsayı (ortamın özelliklerine bağlı olarak) texvc bulunamadı; Kurulum yardımı için matematik/BENİOKU'ya bakın.): ​​(B) ve manyetik alan kuvveti İfade ayrıştırılamıyor (Yürütülebilir dosya texvc bulunamadı; Kurulum yardımı için matematik/BENİOKU'ya bakın.): ​​(H) maddede. İçin farklı ortamlar bu katsayı farklıdır, bu nedenle belirli bir ortamın manyetik geçirgenliğinden (bileşimi, durumu, sıcaklığı vb. anlamına gelir) bahsederler.

İlk olarak Werner Siemens'in 1881 tarihli "Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus" ("Elektromanyetizma Teorisine Katkı") adlı çalışmasında bulundu.

Genellikle belirtilir Yunan mektubu İfade ayrıştırılamıyor (Yürütülebilir dosya texvc . Bir skaler (izotropik maddeler için) veya tensör (anizotropik maddeler için) olabilir.

Genel olarak manyetik indüksiyon ve manyetik geçirgenlik yoluyla manyetik alan kuvveti arasındaki ilişki şu şekilde tanıtılmaktadır:

Ve İfade ayrıştırılamıyor (Yürütülebilir dosya texvc bulunamadı; Kurulum yardımı için math/README'ye bakın.): ​​\mu V genel durum burada bileşen gösteriminde şuna karşılık gelen bir tensör olarak anlaşılmalıdır:

İzotropik maddeler için oran:

bir vektörün bir skalerle çarpılması anlamında anlaşılabilir (manyetik geçirgenlik bu durumda bir skalere indirgenir).

Çoğu zaman atama İfade ayrıştırılamıyor (Yürütülebilir dosya texvc bulunamadı; Kurulum yardımı için math/README'ye bakın.): ​​\mu buradakinden farklı olarak, yani bağıl manyetik geçirgenlik için kullanılır (bu durumda İfade ayrıştırılamıyor (Yürütülebilir dosya texvc bulunamadı; Kurulum yardımı için math/README'ye bakın.): ​​\mu GHS'dekiyle örtüşmektedir).

SI'daki mutlak manyetik geçirgenliğin boyutu, manyetik sabitin boyutuyla aynıdır, yani Gn / veya / 2.

SI'daki bağıl manyetik geçirgenlik, manyetik duyarlılık χ ile şu ilişkiyle ilişkilidir:

Maddelerin manyetik geçirgenlik değerine göre sınıflandırılması

Maddelerin büyük çoğunluğu diamıknatıslar sınıfına ( İfade ayrıştırılamıyor (Yürütülebilir dosya texvc bulunamadı; Kurulum yardımı için math/README'ye bakın.): ​​\mu \lessapprox 1) veya paramıknatıslar sınıfına ( İfade ayrıştırılamıyor (Yürütülebilir dosya texvc bulunamadı; Kurulum yardımı için math/README'ye bakın.): ​​\mu \gtrapprox 1). Ancak demir gibi bazı maddeler (ferromıknatıslar) daha belirgin manyetik özelliklere sahiptir.

Ferromıknatıslarda, histerezis nedeniyle, manyetik geçirgenlik kavramı tam olarak geçerli değildir. Bununla birlikte, mıknatıslama alanındaki belirli bir değişiklik aralığında (böylece artık mıknatıslanma ihmal edilebilir, ancak doyumdan önce), bu bağımlılığı daha iyi veya daha kötü bir yaklaşımla doğrusal olarak (ve yumuşak manyetik için) sunmak hala mümkündür. malzemelerde alt sınır pratikte çok önemli olmayabilir) ve bu anlamda manyetik geçirgenlik değeri de ölçülebilir.

Bazı madde ve malzemelerin manyetik geçirgenliği

Bazı maddelerin manyetik duyarlılığı

Bazı malzemelerin manyetik duyarlılığı ve manyetik geçirgenliği

Ayrıca bakınız

"Manyetik geçirgenlik" makalesi hakkında bir inceleme yazın

Notlar

Manyetik geçirgenliği karakterize eden alıntı

Büyük bir sürprizle, daha önce gördüklerimden farklı olarak kendimizi Fransa'ya benzeyen bambaşka bir zaman ve mekanda, on sekizinci yüzyılı anımsatan kıyafetler içinde bulduk. Güzel, kapalı bir araba, içinde genç bir adam ve çok pahalı takım elbiseli bir kadının oturduğu ve görünüşe göre çok kötü bir ruh hali içinde oturduğu geniş, asfalt bir cadde boyunca gidiyordu... Genç adam inatla kıza bir şeyler kanıtladı ve o da Onu hiç dinlemeden, rüyalarınızın bir yerinde sakince geziniyordunuz. genç adamçok sinir bozucu...
- Görüyorsun, bu o! Bu aynı" küçük oğlan"... ancak uzun yıllar sonra," diye fısıldadı Stella sessizce.
- Gerçekten o olduğunu nereden biliyorsun? – hâlâ tam olarak anlayamıyorum, diye sordum.
- Tabii ki çok basit! - küçük kız bana şaşkınlıkla baktı. – Hepimizin bir özü var ve bu özün her birimizin bulunabileceği kendi “anahtarı” var, sadece nasıl bakacağını bilmen gerekiyor. Bakmak...
Bana yine Harold'ın oğlunu gösterdi.
– Onun özünü düşünün, göreceksiniz…
Ve hemen göğsünde alışılmadık bir "elmas" enerji yıldızının yandığı şeffaf, parlak bir şekilde parlayan, şaşırtıcı derecede güçlü bir varlık gördüm. Bu "yıldız" gökkuşağının tüm renkleriyle parlıyor ve parlıyordu, sanki yavaş yavaş atıyormuş gibi bazen azalıyor, bazen artıyor ve sanki gerçekten en göz kamaştırıcı elmaslardan yaratılmış gibi o kadar parlak parlıyordu ki.
– Göğsündeki bu garip ters yıldızı görüyor musun? - Bu onun “anahtarı”. Ve onu bir iplik gibi takip etmeye çalışırsanız, o zaman bu sizi doğrudan aynı yıldıza sahip olan Axel'e götürecektir - bu aynı özdür, yalnızca bir sonraki enkarnasyonunda.
Ona bütün gözlerimle baktım ve görünüşe göre bunu fark eden Stella güldü ve neşeyle itiraf etti:
– Ben olduğumu düşünmeyin – bana öğreten büyükannemdi!..
Kendimi tamamen beceriksiz hissetmekten çok utanıyordum ama daha fazlasını bilme arzusu herhangi bir utançtan yüz kat daha güçlüydü, bu yüzden gururumu olabildiğince derine sakladım ve dikkatlice sordum:
– Şu anda burada gördüğümüz tüm bu şaşırtıcı “gerçeklikler” ne olacak? Sonuçta bu başkasının beton hayat ve onları tüm dünyalarınızı yarattığınız şekilde yaratmıyor musunuz?
- Ah hayır! – küçük kız bana bir şeyi açıklama fırsatı bulduğu için bir kez daha mutlu oldu. - Tabii ki değil! Bu sadece tüm bu insanların bir zamanlar yaşadığı geçmiş ve ben seni ve beni oraya götürüyorum.
- Ya Harold? Bütün bunları nasıl görüyor?
- Ah, onun için çok kolay! O da benim gibi ölü, bu yüzden istediği yere gidebilir. Artık ona sahip değil fiziksel vücut yani özü burada hiçbir engel tanımıyor ve istediği yere yürüyebiliyor... tıpkı benim gibi... - küçük kız daha da üzgün bir şekilde bitirdi.
Ne yazık ki onun için sadece "geçmişe basit bir transfer" olan şeyin benim için görünüşe göre uzun bir süre "yedi kilidin ardındaki gizem" olacağını düşündüm... Ama Stella sanki düşüncelerimi duymuş gibi hemen acele etti bana güven ver:
- Göreceksiniz, çok basit! Sadece denemelisin.
– Peki bu “anahtarlar” başkaları tarafından hiç tekrarlanmıyor mu? – Sorularıma devam etmeye karar verdim.
"Hayır, ama bazen başka şeyler oluyor..." nedense cevapladı küçük olan, komik bir şekilde gülümseyerek. “Ben de başlangıçta böyle yakalandım, hatta beni çok kötü dövdüler… Ah, bu çok aptalcaydı!..”
- Nasıl? – diye sordum, çok ilgimi çekti.
Stella hemen neşeyle cevap verdi:
- Ah, bu çok komikti! - ve biraz düşündükten sonra ekledi, "ama aynı zamanda tehlikeli... Tüm "katlarda" büyükannemin geçmiş enkarnasyonunu arıyordum ve onun yerine tamamen farklı bir varlık onun "ipliği" ile karşılaştı. büyükannemin " çiçeğini" (görünüşe göre aynı zamanda bir "anahtar") "kopyalamayı" bir şekilde başaran ve tam da nihayet onu bulduğuma sevinecek zamanım olduğunda, bu yabancı varlık acımasızca göğsüme vurdu. Evet o kadar ki ruhum adeta uçup gitti!..
- Ondan nasıl kurtuldun? – Şaşırdım.
"Dürüst olmak gerekirse ondan kurtulamadım..." kız utandı. - Az önce büyükannemi aradım...
– “Zemin” olarak adlandırdığınız şey nedir? – Hala sakinleşemedim.
– Eh, bunlar ölülerin özlerinin yaşadığı farklı “dünyalar”... En güzel ve en yüksekte, iyi olanlar yaşar... ve muhtemelen en güçlüleri de.
- Senin gibi insanlar mı? – diye sordum gülümseyerek.
- Ah, hayır, elbette! Muhtemelen yanlışlıkla buraya geldim. – Kız tamamen içtenlikle söyledi. – En ilginç olanı biliyor musun? Bu “kattan” her yere yürüyebiliyoruz ama diğer katlardan buraya kimse ulaşamıyor... İlginç değil mi?..
Evet, "aç kalan" beynim için çok tuhaf ve çok heyecan verici derecede ilginçti ve gerçekten daha fazlasını bilmek istedim!.. Belki de o güne kadar kimse bana gerçekten bir şey açıklamadığı için, ama sadece bazen birisi - verdi (gibi) , örneğin "yıldız arkadaşlarım") ve bu nedenle, bu kadar basit bir çocukça açıklama bile beni zaten alışılmadık derecede mutlu etti ve deneylerime, sonuçlarıma ve hatalarıma daha da öfkeli bir şekilde dalmamı sağladı... her zamanki gibi, her şeyde bulduğum şey daha da belirsiz oluyor. Benim sorunum "alışılmadık" olanı çok kolay bir şekilde yapabilmem ya da yaratabilmemdi, ama asıl sorun aynı zamanda hepsini nasıl yarattığımı da anlamak istememdi... Ve henüz bu konuda pek başarılı olamadım...

Mutlak manyetik geçirgenlik – bu, tellerin bulunduğu ortamın etkisini dikkate alan bir orantı katsayısıdır.

Ortamın manyetik özellikleri hakkında bir fikir edinmek için, belirli bir ortamda akım bulunan bir telin etrafındaki manyetik alan, aynı telin etrafındaki ancak vakumda bulunan manyetik alanla karşılaştırıldı. Bazı durumlarda alanın boşluktan daha yoğun olduğu, diğerlerinde ise daha az olduğu bulundu.

Var:

v Daha güçlü bir MF'nin elde edildiği paramanyetik malzemeler ve ortamlar (sodyum, potasyum, alüminyum, platin, manganez, hava);

v Manyetik alanın daha zayıf olduğu diyamanyetik malzemeler ve ortamlar (gümüş, cıva, su, cam, bakır);

v En güçlü manyetik alanın oluşturulduğu ferromanyetik malzemeler (demir, nikel, kobalt, dökme demir ve bunların alaşımları).

Mutlak manyetik geçirgenlik farklı maddeler farklı boyutları vardır.

Manyetik sabit – bu, vakumun mutlak manyetik geçirgenliğidir.

Ortamın bağıl manyetik geçirgenliği- bir maddenin mutlak manyetik geçirgenliğinin manyetik sabitten kaç kat daha fazla veya daha az olduğunu gösteren boyutsuz bir miktar:

Diyamanyetik maddeler için - , paramanyetik maddeler için - (diyamanyetik ve paramanyetik cisimlerin teknik hesaplamaları için birliğe eşit alınır), ferromanyetik malzemeler için - .

MP gerilimi N MF uyarım koşullarını karakterize eder. Gerginlikler homojen ortam alanın oluşturulduğu maddenin manyetik özelliklerine bağlı değildir, ancak akımın büyüklüğünün ve iletkenlerin şeklinin belirli bir noktadaki manyetik alanın yoğunluğu üzerindeki etkisini dikkate alır.

MP gerilimi – vektör miktarı. Vektör yönü N İçin izotropik ortam(her yönde aynı manyetik özelliklere sahip ortam) , belirli bir noktadaki manyetik alanın veya vektörün yönü ile çakışır.

Yaratılan manyetik alanın gücü çeşitli kaynaklar, Şekil 2'de gösterilmiştir. 13.

Manyetik akı- Bu toplam sayı Söz konusu yüzeyin tamamından geçen manyetik çizgiler. Manyetik akı F veya alan boyunca MI akışı S , dikey manyetik çizgiler manyetik indüksiyon ürününe eşit İÇİNDE Bu manyetik akı tarafından nüfuz edilen alan miktarına göre.

42) Bir demir çekirdek bir bobine yerleştirildiğinde manyetik alan artar ve çekirdek mıknatıslanır. Bu etki Ampere tarafından keşfedildi. Ayrıca bir maddedeki manyetik alanın indüksiyonunun, alanın kendisinin indüksiyonundan daha büyük veya daha az olabileceğini de keşfetti. Bu tür maddelere mıknatıs adı verildi.

Manyetikler– bunlar harici bir manyetik alanın özelliklerini değiştirebilen maddelerdir.

Manyetik geçirgenlik madde şu oranla belirlenir:

B 0 dış manyetik alanın indüksiyonudur, B ise maddenin içindeki indüksiyondur.

B ve B 0 oranına bağlı olarak maddeler üç türe ayrılır:

1) Diamıknatıslar(M<1), к ним относятся kimyasal elementler: Cu, Ag, Au, Hg. Manyetik geçirgenlik m=1-(10 -5 - 10 -6) birden çok az farklılık gösterir.

Bu madde sınıfı Faraday tarafından keşfedildi. Bu maddeler manyetik alandan “dışarı itilir”. Güçlü bir elektromıknatısın kutbunun yakınına diyamanyetik bir çubuk asarsanız, çubuk oradan itilecektir. Alanın ve mıknatısın indüksiyon çizgileri bu nedenle farklı yönlere yönlendirilir.

2) Paramıknatıslar m>1 manyetik geçirgenliğe sahiptir ve bu durumda aynı zamanda birliği biraz aşar: m=1+(10 -5 - 10 -6). Bu tip manyetik malzeme Na, Mg, K, Al kimyasal elementlerini içerir.

Paramanyetik malzemelerin manyetik geçirgenliği sıcaklığa bağlıdır ve sıcaklık arttıkça azalır. Mıknatıslanma alanı olmadan paramanyetik malzemeler kendi manyetik alanlarını yaratmazlar. Doğada kalıcı paramıknatıslar yoktur.

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

Bu maddeler harici bir alan olmadan mıknatıslanmış durumda olabilir. Varoluş artık manyetizma biri önemli özellikler ferromıknatıslar. Isıtıldığında yüksek sıcaklık maddenin ferromanyetik özellikleri kaybolur. Bu özelliklerin kaybolduğu sıcaklığa denir. Curie sıcaklığı(örneğin demir için T Curie = 1043 K).

Curie noktasının altındaki sıcaklıklarda, bir ferromıknatıs alanlardan oluşur. Alanlar– bunlar kendiliğinden kendiliğinden mıknatıslanma alanlardır (Şekil 9.21). Etki alanı boyutu yaklaşık 10 -4 -10 -7 m'dir. Mıknatısların varlığı, maddede kendiliğinden mıknatıslanma bölgelerinin ortaya çıkmasından kaynaklanmaktadır. Bir demir mıknatıs, içindeki alanlar düzenli bir şekilde düzenlendiğinden (tek yön baskın olduğundan) manyetik özelliklerini uzun süre koruyabilir. Mıknatıs sert bir şekilde vurulursa veya çok fazla ısıtılırsa manyetik özellikler kaybolur. Bu etkilerin bir sonucu olarak alanlar “düzensiz” hale gelir.

Şekil 9.21. Alanların şekli: a) manyetik alanın yokluğunda, b) harici bir manyetik alanın varlığında.

Etki alanları, manyetik malzemelerin mikro hacimlerindeki kapalı akımlar olarak temsil edilebilir. Alan, Şekil 9.21'de iyi bir şekilde gösterilmektedir; buradan, alandaki akımın kırık bir kapalı döngü boyunca hareket ettiği görülebilmektedir. Kapalı elektron akımları, elektron yörünge düzlemine dik bir manyetik alanın ortaya çıkmasına neden olur. Harici bir manyetik alanın yokluğunda, alanların manyetik alanı düzensiz bir şekilde yönlendirilir. Bu manyetik alan, harici bir manyetik alanın etkisi altında yön değiştirir. Mıknatıslar, daha önce belirtildiği gibi, alanın manyetik alanının harici bir manyetik alanın etkisine nasıl tepki verdiğine bağlı olarak gruplara ayrılır. Diyamanyetik malzemelerde manyetik alan Daha tarafa yönlendirilmiş alanlar, zıt eylem dış manyetik alanve paramanyetik malzemelerde, tam tersine, dış manyetik alanın etkisi yönünde. Ancak alan adı sayısı manyetik alanlar hangilerine gönderilir zıt taraflar, çok küçük bir miktarda farklılık gösterir. Bu nedenle, çap ve paramıknatıslardaki manyetik geçirgenlik m, birlikten 10 -5 - 10 -6 mertebesinde farklılık gösterir. Ferromıknatıslarda, dış alan yönünde manyetik alana sahip alanların sayısı, manyetik alanın zıt yönüne sahip alanların sayısından birçok kez daha fazladır.

Mıknatıslanma eğrisi. Histerezis döngüsü. Mıknatıslanma olgusu, bir madde üzerindeki harici bir manyetik alanın etkisi altında artık manyetizmanın varlığından kaynaklanmaktadır.

Manyetik histerezis dış manyetik alanın gücündeki değişikliklere göre bir ferromıknatıstaki manyetik indüksiyondaki değişikliklerdeki gecikme olgusudur.

Şekil 9.22, bir maddedeki manyetik alanın dış manyetik alan B=B(B 0)'ya bağımlılığını göstermektedir. Ayrıca, dış alan Ox ekseni boyunca, maddenin mıknatıslanması ise Oy ekseni boyunca çizilmiştir. Dış manyetik alanın artması, maddedeki manyetik alanın çizgi boyunca bir değere kadar artmasına neden olur. Dış manyetik alanın sıfıra indirilmesi, maddedeki manyetik alanın (noktada) azalmasına neden olur. İle) değerine doğuya(artık mıknatıslanma, değeri sıfırdan büyük). Bu etki numunenin mıknatıslanmasındaki gecikmenin bir sonucudur.

Maddenin tamamen manyetikliğini gidermek için gerekli olan dış manyetik alanın indüksiyon değerine (Şekil 9.21'deki d noktası) denir. zorlayıcı kuvvet. Örnek mıknatıslanmanın sıfır değeri, dış manyetik alanın yönünün bir değere değiştirilmesiyle elde edilir. Dış manyetik alanı ters yönde arttırmaya devam edene kadar devam edin. maksimum değer, değerine getirin. Daha sonra manyetik alanın yönünü değiştirip tekrar değere yükseltiriz. Bu durumda maddemiz mıknatıslanmış halde kalır. Yalnızca manyetik alan indüksiyonunun büyüklüğü ters yön noktasındaki değerle karşılaştırılır. Manyetik indüksiyonun değerini aynı yönde arttırmaya devam ederek, maddenin tamamen manyetikliğini ortadan kaldırmayı başarıyoruz ve sonra kendimizi tekrar noktasında buluyoruz. Böylece elde ederiz kapalı fonksiyon, tam mıknatıslanmanın tersine çevrilmesi döngüsünü açıklar. Bir numunenin manyetik alan indüksiyonunun, mıknatıslanmanın tamamen tersine çevrilmesi döngüsü sırasında harici manyetik alanın büyüklüğüne bu şekilde bağımlı olmasına denir. histerezis döngüsü. Histerezis döngüsünün şekli herhangi bir ferromanyetik maddenin temel özelliklerinden biridir. Ancak bu şekilde asıl noktaya varmak mümkün değildir.

Günümüzde güçlü manyetik alanlar elde etmek oldukça kolaydır. Büyük miktar kurulumlar ve cihazlar çalışır kalıcı mıknatıslar. Oda sıcaklığında 1-2 T radyasyon seviyesine ulaşırlar. Fizikçiler, küçük hacimlerde, bu amaçla özel alaşımlar kullanarak 4 Tesla'ya kadar sabit manyetik alanlar elde etmeyi öğrendiler. Şu tarihte: düşük sıcaklıklar Sıvı helyumun sıcaklığına göre 10 Tesla'nın üzerinde manyetik alanlar elde edilir.

43) Hukuk elektromanyetik indüksiyon(Faraday-Maxwell z.). Lenz'in kuralları

Faraday, deneylerinin sonuçlarını özetleyerek elektromanyetik indüksiyon yasasını formüle etti. Kapalı bir iletken devrede manyetik akıdaki herhangi bir değişiklikle, indüklenen akım. Sonuç olarak, devrede ortaya çıkıyor indüklenen emk.

İndüklenen emk, manyetik akının zaman içindeki değişim hızıyla doğru orantılıdır.. Matematiksel gösterim Bu yasa Maxwell tarafından formüle edildi ve bu nedenle Faraday-Maxwell yasası (elektromanyetik indüksiyon yasası) olarak adlandırıldı.

Tabii ki, havada olması gereken demirin içinde indüksiyonlu bir alan yaratıldı. Dolayısıyla demirin, havaya göre 2400 kat daha fazla manyetik alana “geçirgen” olduğunu söyleyebiliriz.

Demirin bağıl manyetik geçirgenliğine oran denilebilir manyetik indüksiyon demirde ve havada

eğer biri birbirine sarılı aynı halka bobinlerin içinde bir manyetik alan gözlemlenirse demir halka diğeri ise herhangi bir ferromanyetik cisim içermez.

Bu durumda elbette indüksiyon ve Вв değerleri spesifik toplam akımın aynı değerinde belirlenir.

Aynı ferromanyetik malzemenin manyetik geçirgenliği farklı anlamlar indüksiyon farklıdır. Aslında, Şekil 2'de gösterilen manyetik özelliği hayal edin. Şekil 3.4, bir tablo şeklinde: ilk satır spesifik toplam akımın değerlerini içerir, ikincisi - demirde gözlemlenen manyetik indüksiyonun değerleri (bobin içindeki kapalı halka), üçüncüsü - Ferromanyetik gövdeler olmadan aynı halka bobinindeki manyetik indüksiyon değerleri 10 000 kat arttı.

Tablonun ilk satırı, Şekil 2'deki manyetik özelliği temel alan deneylere karşılık gelir. 3.4. İkinci satır formül kullanılarak hesaplanır

Farklı indüksiyonlar için göreceli manyetik geçirgenlik değerleri aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır

Tablodan da görüleceği üzere manyetik geçirgenlik önce artmakta, sonra azalmaktadır. Elde edilen sonuçlar Şekil 2'de gösterilen grafikle gösterilebilir. 3.5.

Pirinç. 3.5. Bağıl manyetik geçirgenlik saf demir spesifik toplam akıma bağlı olarak

Kapalı halka örnekleri üzerinde malzemelerin manyetik özelliklerinin belirlenmesi ve geçirgenliğin doğası ve alanla değişimi üzerine ilk çalışmalar Moskova Üniversitesi profesörü A. G. Stoletov'a aittir. Buhar motoru imalatçıları için buharın özelliklerini bilmek kadar, elektrik mühendisliğini geliştirmek için çeliğin manyetik özelliklerini bilmenin de önemli olduğunu vurguladı.

Artan indüksiyonla birlikte bağıl manyetik geçirgenlikteki azalma ikinciyi temsil eder. karakteristik özellik ferromanyetik cisimler. İlk başta kolayca mıknatıslanırlar; manyetik indüksiyon ulaşır büyük değerler yeterince zayıf mıknatıslanma akımlarında. Bununla birlikte, manyetik indüksiyonun daha da artması, akımda giderek daha önemli bir artış gerektirir - demirde yaklaşık 2,0-2,2 Tesla'nın üzerinde bir indüksiyon oluşturmak çok zordur. Bu, Şekil 2'de gösterilen manyetik özelliğin düz seyri ile gösterilmektedir. 3.4, büyük indüksiyonların bölgesinde.

İndüksiyonu 1,65'ten 1,65'e çıkarmak için spesifik toplam akımı 100 A'den 1000 A'ya çıkarmak gerekir. Ancak indüksiyonu daha da artırmak için mıknatıslama akımını 2000 A/cm'ye çıkarmak gerekir (bkz. Tablo 3.1). Düzen başlatıldığında, dedikleri gibi, manyetik doygunluk meydana gelir.

Örnek 1. Dönüş sayısı eşit olan bir halka bobinde orta uzunluktaçelik çekirdek 25 cm akım akar I = 1 A. Çelik çekirdekteki manyetik akı enine kesit eşit olduğu ortaya çıkıyor