Тема 21 Магнетики

Магнітне поле струмів у речовині відрізняється від магнітного поля тих же струмів у вакуумі. Це пояснюється тим, що будь-яка речовина є магнетиком, тобто здатна набувати магнітний момент (намагнічуватися) під дією зовнішнього магнітного поля. Індукція магнітного поля у магнетику дорівнює векторній сумі індукції зовнішнього намагнічуючого поля та індукції магнітного поля намагніченого магнетика, тобто поля молекулярних мікрострумів :

Введемо характеристику намагнічуючого поля, яка є неперервною функцією – характеристикою магнітного поля як у вакуумі, так і в магнетику для тих же намагнічуючих витків із струмами. У різних магнетиках результуюча індукція магнітного поля тих же витків із струмом буде різною, різним буде і значення намагніченості магнетика. Цю неперервну функцію – характеристику магнітного поля – називають напруженістю магнітного поля і позначають літерою Н. Природно покласти, що величина намагніченості магнетика прямо пропорційна величині напруженості намагнічуючого поля.

Тоді Величину називають магнітною проникністю магнетика. Вона є характеристикою магнітних властивостей магнетика.

Отже,Звідси, Отже, магнітна проникність магнетика μ – це число, яке показує у скільки разів підсилюється поле у магнетику відносно вакууму.

Напруженість магнітного поля прямого струму у вакуумі, дорівнює (76) Формула (76) є визначальною для встановлення одиниці вимірювання напруженості магнітного поля в системі СІ: Одиницею напруженості магнітного поля – один ампер, поділений на метр – є напруженість магнітного поля прямого струму в 1 А на відстані від нього.

Магнітні властивості різних речовин неоднакові. Залежно від знаку та величини магнітної сприйнятливості магнетики поділяють на три групи. Діамагнетики для яких < 0, а 1. Діамагнетиками є вісмут, срібло, вода, водень, інертні гази, вуглекислий газ. Під час внесення діамагнетика в магнітне поле він виштовхується з магнітного поля. Для парамагнетиків > 0, а > 1. > 0, а > 1.

Парамагнетиками є алюміній, мідь, вольфрам, платина, кисень, азот, повітря. Парамагнетики втягуються в область сильнішого магнітного поля. Для феромагнетиків значення магнітної проникності досягає тисячі і більше ( >> 1), іншими словами вони досить добре намагнічуються. ( >> 1), іншими словами вони досить добре намагнічуються. Феромагнетиками є залізо, сталь, нікель, кобальт, ферити. Феромагнетиками є залізо, сталь, нікель, кобальт, ферити.

Під час перемагнічування феромагнетика відбувається відставання зміни індукції магнітного поля у ньому від зміни напруженості зовнішнього магнітного поля (рис. 35). Це явище називають магнітним гістерезисом, а криву перемагнічування – петлею гістерезису. Рис. 35

Особливості феромагнетика обумовлені тим, що в ньому існує багато самодовільно намагнічених областей, які називають доменами. Лінійні розміри доменів становлять близько 0,1 мм. Магнітна орієнтація доменів довільна, тому феромагнетик за відсутності зовнішнього магнітного поля є ненамагніченим. У зовнішньому магнітному полі відбувається орієнтація доменів і за сильного поля феромагнетик намагнічується до насичення (див. рис. 35).