6. MAGNETIMATERJALID

Kõik ained on magnetilised ja magnetiseeritakse välises magnetväljas.

Materjalid jaotatakse nende magnetiliste omaduste alusel nõrgalt magnetilisteks ( diamagnetilised materjalid Ja paramagnetid) ja väga magnetiline ( ferromagnetid Ja ferrimagnetid).

Diamagnetidμ r < 1, значение которой не зависит от напряженности внешнего магнитного поля. Диамагнетиками являются вещества, атомы (молекулы) которых в отсутствие намагничивающего поля имеют магнитный момент равный нулю: водород, инертные газы, большинство органических соединений и некоторые металлы ( Cu, Zn, Ag, Au, Hg), samuti IN i, Ga, Sb.

Paramagnetid– magnetilise läbilaskvusega ainedμ r> 1, mis nõrkades väljades ei sõltu välise magnetvälja tugevusest. Paramagnetiliste ainete hulka kuuluvad ained, mille aatomite (molekulide) magnetvälja puudumisel on nullist erinev magnetmoment: hapnik, lämmastikoksiid, raua, koobalti, nikli ja haruldaste muldmetallide soolad, leelismetallid, alumiinium, plaatina.

Diamagnetilistel ja paramagnetilistel materjalidel on magnetiline läbilaskvusμ ron ühtsusele lähedal. Magnetmaterjalide kasutamine tehnoloogias on piiratud.

Väga magnetiliste materjalide puhul on magnetiline läbilaskvus oluliselt suurem kui ühtsus (μ r >> 1) ja sõltub magnetvälja tugevusest. Nende hulka kuuluvad: raud, nikkel, koobalt ja nende sulamid, samuti kroomi ja mangaani sulamid, gadoliinium, erineva koostisega ferriidid.

6.1. Materjalide magnetilised omadused

Materjalide magnetilisi omadusi hinnatakse füüsikaliste suuruste abil, mida nimetatakse magnetilisteks omadusteks.

Magnetiline läbilaskvus

Eristama sugulane Ja absoluutne magnetiline läbilaskvus ained (materjalid), mis on omavahel seotud suhtega

μa = μ o · μ, Gn/m

μo- magnetkonstant,μo = 4π ·10 -7 H/m;

μ – suhteline magnetiline läbilaskvus (mõõtmeteta suurus).

Magnetmaterjalide omaduste kirjeldamiseks kasutatakse suhtelist magnetilist läbilaskvust.μ (sagedamini nimetatakse magnetiliseks läbilaskvuseks), ja praktilisteks arvutusteks kasutatakse absoluutset magnetilist läbilaskvustμa, arvutatakse võrrandiga

μa = IN /N,Gn/m

N– magnetiseeriva (välise) magnetvälja intensiivsus, A/m

IN – magnetvälja induktsioon magnetis.

Suur väärtusμ näitab, et materjal on nõrkade ja tugevate magnetväljade korral kergesti magnetiseeritav. Enamiku magnetite magnetiline läbilaskvus sõltub magnetiseeriva magnetvälja tugevusest.

Magnetiliste omaduste iseloomustamiseks nimetatakse mõõtmeteta suurust magnetiline tundlikkus χ .

μ = 1 + χ

Magnetilise läbilaskvuse temperatuuritegur

Aine magnetilised omadused sõltuvad temperatuuristμ = μ (T) .

Muutuse olemuse kirjeldamiseksmagnetilised omadused temperatuurigakasutada magnetilise läbilaskvuse temperatuurikoefitsienti.

Paramagnetiliste materjalide magnetilise vastuvõtlikkuse sõltuvus temperatuuristTkirjeldab Curie seadus

Kus C - Curie konstant .

Ferromagnetite magnetilised omadused

Ferromagnetite magnetiliste omaduste sõltuvus on keerulisema iseloomuga, nagu on näidatud joonisel ja saavutab maksimumi temperatuuril, mis on lähedalK To.

Temperatuuri, mille juures magnetiline vastuvõtlikkus väheneb järsult, peaaegu nullini, nimetatakse Curie temperatuuriks.K To. Kõrgematel temperatuuridelK To ferromagneti magnetiseerumisprotsess on aatomite ja molekulide intensiivse termilise liikumise tõttu häiritud ning materjal lakkab olemast ferromagnetiline ja muutub paramagnetiliseks.

Raua jaoks K k = 768 ° C, nikli jaoks K k = 358 ° C, koobalti jaoks K k = 1131 ° C.

Üle Curie temperatuuri ferromagneti magnetilise tundlikkuse sõltuvus temperatuuristTkirjeldatud Curie-Weissi seadusega

Väga magnetiliste materjalide (ferromagnetite) magnetiseerimisprotsess on hüsterees. Kui demagnetiseeritud ferromagnet magnetiseeritakse välisväljas, magnetiseerub see vastavalt magnetiseerimiskõver B = B(H) . Kui siis mingist väärtusest alustadesHhakata vähendama väljatugevust, seejärel induktsiooniBväheneb mõne viivitusega ( hüsterees) magnetiseerimiskõvera suhtes. Kui vastassuunaline väli suureneb, demagnetiseerub ferromagnet ümbermagnetiseerub, ja magnetvälja suuna uue muutusega võib see naasta alguspunkti, kust demagnetiseerimisprotsess algas. Saadud joonisel näidatud silmust nimetatakse hüstereesi silmus.

Mingi maksimaalse pinge juuresN m magnetiseeriv väli, aine magnetiseeritakse küllastusseisundisse, milles induktsioon saavutab väärtuseIN N, mida nimetatakseküllastuse esilekutsumine.

Jääkmagnetiline induktsioon IN KOHTA – täheldatakse küllastuseni magnetiseeritud ferromagnetilises materjalis selle demagnetiseerimise ajal, kui magnetvälja tugevus on null. Materjali näidise demagnetiseerimiseks peab magnetvälja tugevus muutma oma suunda vastupidises suunas (-N). Välja tugevusN TO , mille korral induktsioon on võrdne nulliga, nimetatakse sundjõud(hoidev jõud) .

Ferromagneti magnetiseerumise ümberpööramisega vahelduvates magnetväljades kaasneb alati soojusenergia kadu, mis on põhjustatud hüstereesikaod Ja dünaamilised kaotused. Dünaamilised kaod on seotud materjali mahus indutseeritud pöörisvooludega ja sõltuvad materjali elektritakistusest, vähenedes takistuse kasvades. HüstereesikaodW ühes magnetiseerimise ümberpööramistsüklis määratakse hüstereesi ahela pindala järgi

ja seda saab empiirilise valemi abil arvutada aine mahuühiku kohta

J/m 3

Kus η – koefitsient olenevalt materjalist,B N – tsükli jooksul saavutatud maksimaalne induktsioon,n– eksponent võrdub 1,6 olenevalt materjalist¸ 2.

Hüstereesist tingitud spetsiifilised energiakadud R G – kaod, mis kuluvad massiühiku magnetiseerimise ümberpööramisele materjali mahuühiku kohta sekundis.

Kus f - vahelduvvoolu sagedus,T– võnkeperiood.

Magnetostriktsioon

Magnetostriktsioon – ferromagneti geomeetriliste mõõtmete ja kuju muutumise nähtus magnetvälja tugevuse muutumisel, s.o. kui magnetiseeritakse. Materjali mõõtmete suhteline muutusΔ l/ lvõib olla positiivne ja negatiivne. Nikli puhul on magnetostriktsioon väiksem kui null ja jõuab väärtuseni 0,004%.

Kooskõlas Le Chatelier' põhimõttega, mille kohaselt süsteem peab vastu välistegurite mõjule, mis püüab seda olekut muuta, peaks ferromagneti mehaaniline deformatsioon, mis põhjustab selle suuruse muutumise, mõjutama nende materjalide magnetiseerimist.

Kui magnetiseerimisel keha suurus teatud suunas väheneb, siis mehaanilise survepinge rakendamine selles suunas soodustab magnetiseerumist ja venitamine muudab magnetiseerimise keeruliseks.

6.2. Ferromagnetiliste materjalide klassifikatsioon

Kõik ferromagnetilised materjalid on jagatud kahte rühma, lähtudes nende käitumisest magnetväljas.

Pehme magnetiline – kõrge magnetilise läbilaskvusegaμ ja madal sunnijõudN TO< 10Olen. Neid on lihtne magnetiseerida ja demagnetiseerida. Neil on väikesed hüstereesikaod, st. kitsas hüstereesisilmus.

Magnetilised omadused sõltuvad keemilisest puhtusest ja kristallstruktuuri moonutuse astmest. Mida vähem lisandeid(KOOS, R, POEG) , seda kõrgem on materjali omaduste tase, seetõttu tuleb ferromagneti tootmisel eemaldada need ja oksiidid ning püüda mitte moonutada materjali kristallstruktuuri.

Kõvad magnetilised materjalid - on suurepäraneN K > 0,5 MA/m ja jääkinduktsioon (IN KOHTA ≥ 0,1 T). Need vastavad laiale hüstereesiahelale. Neid magnetiseeritakse suurte raskustega, kuid nad suudavad säilitada magnetenergiat mitu aastat, s.t. toimib pideva magnetvälja allikana. Seetõttu valmistatakse neist püsimagneteid.

Kõik magnetilised materjalid jagunevad koostise järgi järgmisteks osadeks:

· metall;

· mittemetallne;

· magnetodielektrikud.

Metallist magnetilised materjalid - need on puhtad metallid (raud, koobalt, nikkel) ja mõnede metallide magnetsulamid.

Mittemetalliks materjalid hõlmavad ferriidid, saadakse raudoksiidide ja muude metallide pulbritest. Neid pressitakse ja põletatakse temperatuuril 1300–1500 °C ning need muutuvad tahketeks monoliitseteks magnetosadeks. Ferriidid, nagu metallist magnetilised materjalid, võivad olla pehmemagnetilised või kõvamagnetilised.

Magnetodielektrikud – need on komposiitmaterjalid 60–80% pulbrilisest magnetmaterjalist ja 40–20% orgaanilisest dielektrikust. Ferriidid ja magnetodielektrikud on kõrge elektritakistusega (ρ = 10 ÷ 10 8 Ohm m), nende materjalide kõrge takistus tagab madalad dünaamilised energiakadud vahelduvates elektromagnetväljades ja võimaldab neid laialdaselt kasutada kõrgsagedustehnoloogias.

6.3. Metallist magnetilised materjalid

6.3.1. Metallist pehme magnetiline materjalid

Metallist pehmete magnetiliste materjalide hulka kuuluvad karbonüülraud, permalloy, alsifer ja madala süsinikusisaldusega räniteras.

Karbonüülraud – saadakse raua pentakarbonüülvedeliku termilisel lagundamiselF e( CO ) 5 puhta pulbrilise raua osakeste saamiseks:

F e( CO ) 5 → Fe+ 5 СО,

temperatuuril umbes 200°Cja rõhk 15 MPa. Rauaosakesed on sfäärilise kujuga, suurusega 1–10 mikronit. Süsinikuosakeste eemaldamiseks töödeldakse rauapulbrit keskkonnas kuumtöötlusega N 2 .

Karbonüülraua magnetiline läbilaskvus ulatub 20 000-ni, sundjõud on 4,5¸ 6,2Olen. Rauapulbrit kasutatakse kõrgsagedusliku tootmiseks magnetodielektriline südamikud, magnetlintide täiteainena.

Permalloi -kõrgtugeva malmi-nikli sulamid. Omaduste parandamiseks lisage Mo, KOOS r, Cu, legeeritud permalloide tootmine. Neil on kõrge elastsus ja neid on lihtne rullida kuni 1 mikroni suurusteks lehtedeks ja ribadeks.

Kui nikli sisaldus permalsulas on 40–50%, siis nimetatakse seda madala niklisisaldusega, kui 60–80% - kõrge niklisisaldusega.

Permalloidel on kõrged magnetilised omadused, mille tagavad mitte ainult sulami koostis ja kõrge keemiline puhtus, vaid ka spetsiaalne termiline vaakumtöötlus. Permalloyidel on nõrkade väljade piirkonnas väga kõrge algne magnetiline läbilaskvus vahemikus 2000 kuni 30 000 (olenevalt koostisest), mis on tingitud magnetostriktsiooni ja magnetiliste omaduste isotroopia madalast suurusest. Supermalloy on eriti kõrgete omadustega, mille esialgne magnetiline läbilaskvus on 100 000 ja maksimum ulatub 1,5-ni· 10 6 kl B= 0,3 T.

Permalloy tarnitakse ribade, lehtede ja varraste kujul. Madala niklisisaldusega permalloide kasutatakse induktiivpooli südamike, väikese suurusega trafode ja magnetvõimendite valmistamiseks, kõrge niklisisaldusega permalloi – heli- ja ülehelisagedustel töötavate seadmete osade jaoks. Permalloide magnetilised omadused on stabiilsed –60 +60°С juures.

Alsifera – mittemalmistuv habras sulamid koostisega Al - Si– Fe , mis koosneb 5,5–13%Al, 9 – 10 % Si, ülejäänu on raud. Alsifer on omadustelt sarnane permalloyle, kuid on odavam. Sellest valmistatakse valatud südamikud, valatakse magnetekraanid ja muud õõnsad seinapaksusega vähemalt 2–3 mm. Alsiferi haprus piirab selle kasutusalasid. Alsiferi haprust ära kasutades jahvatatakse see pulbriks, mida kasutatakse kõrgsageduspressimisel ferromagnetilise täiteainena. magnetodielektrikud(südamikud, rõngad).

Silikoonist madala süsinikusisaldusega teras (elektriline teras) – raua ja räni sulam (0,8–4,8%Si). Peamine pehme magnetmaterjal massiliseks kasutamiseks. Seda on lihtne rullida 0,05–1 mm paksusteks lehtedeks ja ribadeks ning see on odav materjal. Terases lahustunud olekus leiduv räni täidab kahte funktsiooni.

· Suurendades terase eritakistust, vähendab räni pöörisvooludega seotud dünaamilisi kadusid. Vastupidavus suureneb tänu ränidioksiidi moodustumine SiO 2 reaktsiooni tulemusena

2 FeO + S i→ 2Fe+ SiO 2 .

· Terases lahustunud räni olemasolu soodustab tsementiidi lagunemist Fe 3 C – kahjulikud lisandid, mis vähendavad magnetilisi omadusi, ja süsiniku eraldumine grafiidi kujul. Sel juhul moodustub puhas raud, mille kristallide kasv suurendab terase magnetiliste omaduste taset.

Räni lisamine terasesse üle 4,8% ei ole soovitatav, kuna räni suurendab magnetilisi omadusi parandades järsult terase haprust ja vähendab selle mehaanilisi omadusi.

6.3.2. Metallist kõvad magnetmaterjalid

Kõvad magnetilised materjalid - need on suure sundjõuga (üle 1 kA/m) ja suure magnetilise jääk-induktsiooni väärtusega ferromagnetidIN KOHTA. Kasutatakse püsimagnetite valmistamiseks.

Sõltuvalt koostisest, seisukorrast ja tootmismeetodist jagunevad need järgmisteks osadeks:

· legeeritud martensiiterased;

· valatud kõvad magnetsulamid.

Legeeritud martensiiterased – see puudutab süsinikteraseid ja legeeritud teraseidKr, W, Co, Mo . Süsinik teras vananeb kiiresti ja muudavad nende omadusi, mistõttu neid kasutatakse püsimagnetite valmistamiseks harva. Püsimagnetite valmistamiseks kasutatakse legeerteraseid - volframi ja kroomi (N C ≈ 4800 Olen,IN O ≈ 1 T), mis on valmistatud erineva ristlõike kujuga varraste kujul. Koobaltterasel on suurem koertsitiivsus (N C ≈ 12000 Olen,IN O ≈ 1 T) võrreldes volframi ja kroomiga. Sunnijõud N KOOS koobaltteras suureneb sisalduse suurenemisega KOOS O .

Valatud kõvad magnetsulamid. Sulamite paranenud magnetilised omadused tulenevad spetsiaalselt valitud koostisest ja eritöötlusest - magnetite jahutamisest pärast valamist tugevas magnetväljas, samuti spetsiaalsest mitmeastmelisest kuumtöötlusest karastamise ja karastamise näol kombinatsioonis magnetiga. töötlemine, mida nimetatakse dispersioonkarastamiseks.

Püsimagnetite valmistamiseks kasutatakse kolme peamist sulamite rühma:

· Raua-koobalti-molübdeeni sulam tüüp remalloy sundjõugaN K = 12 – 18 kA/m.

· Sulamirühm:

§ vask – nikkel – raud;

§ vask – nikkel – koobalt;

§ raud - mangaan, legeeritudalumiinium või titaan;

§ raud – koobalt – vanaadium (F e– Co – V).

Vase - nikli - raua sulamit nimetatakse kunife (KOOS u– Ni - Fe). Sulam F e– Kaas – V (raud - koobalt - vanaadium) nimetatakse vikala . Selle rühma sulamitel on sundjõud N TO = 24 – 40 kA/m. Saadaval traadi ja lehe kujul.

· Sulamite süsteem raud - nikkel - alumiinium(F e – Ni– Al), varem tuntud kui sulam alni. Sulam sisaldab 20-33% Ni + 11–17% Al, ülejäänu on raud. Koobalti, vase, titaani, räni ja nioobiumi lisamine sulamitele parandab nende magnetilisi omadusi, hõlbustab tootmistehnoloogiat, tagab parameetrite korratavuse ja parandab mehaanilisi omadusi. Kaubamärgi kaasaegne märgistus sisaldab tähti, mis näitavad lisatud metalle (Y - alumiinium, N - nikkel, D - vask, K - koobalt, T - titaan, B - nioobium, C - räni), numbreid - elemendi sisaldust, mille täht on enne numbrit, näiteks UNDC15.

Sulamitel on kõrge koertsitiivsuse väärtus N TO = 40 – 140 kA/m ja suur salvestatud magnetenergia.

6.4. Mittemetallilised magnetmaterjalid. Ferriidid

Ferriidid on keraamilised ferromagnetilised materjalid, millel on madal elektrooniline juhtivus. Madal elektrijuhtivus koos kõrgete magnetiliste omadustega võimaldab ferriite laialdaselt kasutada kõrgetel sagedustel.

Ferriidid on valmistatud pulbrisegust, mis koosneb raudoksiidist ja teiste metallide spetsiaalselt valitud oksiididest. Neid pressitakse ja seejärel paagutatakse kõrgel temperatuuril. Üldine keemiline valem on:

MeO Fe 2 O 3 või MeFe 2 O 4,

Kus mehkahevalentse metalli sümbol.

Näiteks,

ZnO Fe2O3 või

NiO Fe2O3 või NiFe 2 O 4

Ferriitidel on kuubikujuline spinell-tüüpi võreMgOAl 2 O 3 - magneesiumaluminaat.Mitte kõik ferriidid pole magnetilised. Magnetiliste omaduste olemasolu on seotud metalliioonide paigutusega kuubilises spinellvõres. Seega süsteemZnFe 2 O 4 ei oma ferromagnetilisi omadusi.

Ferriite toodetakse keraamilise tehnoloogia abil. Originaalsed pulbrilised metallioksiidid jahvatatakse kuulveskis, pressitakse ja põletatakse ahjudes. Paagutatud brikett jahvatatakse peeneks pulbriks ja lisatakse plastifikaatorit, näiteks polüvinüülalkoholi lahust. Saadud massist pressitakse ferriittooted - südamikud, rõngad, mis põletatakse õhus temperatuuril 1000–1400 ° C. Saadud kõvasid, rabedaid, enamasti musta värvi tooteid saab töödelda ainult lihvimise ja poleerimisega.

Pehme magnetiline ferriidid

Pehme magnetilineFerriite kasutatakse laialdaselt kõrgsageduselektroonika ja instrumentide valmistamisel filtrite, madal- ja kõrgsagedusvõimendite trafode, raadiosaate- ja vastuvõtuseadmete antennide, impulsstrafode ja magnetmodulaatorite tootmiseks. Tööstus toodab järgmist tüüpi pehmeid magnetilisi ferriite, millel on lai valik magnetilisi ja elektrilisi omadusi: nikkel - tsink, mangaan - tsink ja liitium - tsink. Ferriidi kasutamise ülemine piirsagedus sõltub nende koostisest ja varieerub erinevat tüüpi ferriitide puhul vahemikus 100 kHz kuni 600 MHz, sundjõud on umbes 16 A / m.

Ferriitide eeliseks on magnetiliste karakteristikute stabiilsus ja raadiokomponentide valmistamise suhteline lihtsus. Nagu kõik ferromagnetilised materjalid, säilitavad ferriidid oma magnetilised omadused ainult Curie temperatuurini, mis sõltub ferriitide koostisest ja jääb vahemikku 45–950 °C.

Kõvad magnetilised ferriidid

Püsimagnetite valmistamiseks kasutatakse kõvasid magnetferriite, kõige laialdasemalt kasutatakse baariumferriite (VaO 6 Fe2O3 ). Neil on kuusnurkne kristallstruktuur ja suuredN TO . Baariumferriidid on polükristallilised materjalid. Need võivad olla isotroopsed – ferriidi samad omadused igas suunas on tingitud sellest, et kristalsed osakesed on meelevaldselt orienteeritud. Kui magnetite pressimise käigus puutub pulbriline mass kokku suure intensiivsusega välise magnetväljaga, siis on kristalsed ferriidiosakesed orienteeritud ühes suunas ja magnet on anisotroopne.

Baariumferriite iseloomustab nende omaduste hea stabiilsus, kuid need on tundlikud temperatuurimuutustele ja mehaanilisele pingele. Baariumferriitmagnetid on odavad.

6.5. Magnetodielektrikud

Magnetodielektrikud - need on komposiitmaterjalid, mis koosnevad pehme magnetmaterjali peentest osakestest, mis on omavahel seotud orgaanilise või anorgaanilise dielektrikuga. Pehme magnetmaterjalina kasutatakse karbonüülrauda, ​​alsiferit ja teatud tüüpi permalloid, mis on purustatud pulbriks.

Dielektrikutena kasutatakse polüstüreeni, bakeliitvaikusid, vedelat klaasi jne.

Dielektriku eesmärk ei ole mitte ainult magnetilise materjali osakeste ühendamine, vaid ka nende üksteisest eraldamine ja sellest tulenevalt elektrilise takistuse järsu suurendamine. magnetodielektriline. Elektriline takistusrmagnetodielektrikudon 10 3-10 4 oomi× m

Magnetodielektrikudkasutatakse kõrgsageduslike raadioseadmete komponentide südamike valmistamiseks. Toodete valmistamise protsess on lihtsam kui ferriitidest, sest need ei vaja kuumtöötlust kõrgel temperatuuril. Tooted alates magnetodielektrikud Neid iseloomustab magnetiliste omaduste kõrge stabiilsus, kõrge pinnapuhtuse klass ja mõõtmete täpsus.

Molübdeenpermalloi või karbonüülrauaga täidetud magnetodielektrikutel on kõrgeimad magnetilised omadused.

Magnetid

Kõik magnetväljas olevad ained on magnetiseeritud (neis tekib sisemine magnetväli). Sõltuvalt sisevälja suurusest ja suunast jagunevad ained:

1) diamagnetilised materjalid,

2) paramagnetilised materjalid,

3) ferromagnetid.

Aine magnetiseerimist iseloomustab magnetiline läbilaskvus,

Magnetiline induktsioon aines,

Magnetiline induktsioon vaakumis.

Iga aatomit saab iseloomustada magnetmomendiga .

Voolutugevus vooluringis, - vooluringi pindala, - vooluringi pinna normaalvektor.

Aatomi mikrovool tekib negatiivsete elektronide liikumisel orbiidil ja ümber oma telje, samuti positiivse tuuma pöörlemisel ümber oma telje.

1. Diamagnetid.

Kui välist välja pole, siis aatomites diamagnetilised materjalid elektronide ja tuumade voolud kompenseeritakse. Aatomi kogumikrovool ja selle magnetmoment on võrdne nulliga.

Välises magnetväljas indutseeritakse (indutseeritakse) aatomites nullist erinevad elementaarvoolud. Aatomite magnetmomendid on orienteeritud vastupidises suunas.

Tekib väike oma väli, mis on suunatud välisele vastandlikule, nõrgendades seda.

Diamagnetilistes materjalides.

Sest< , то для диамагнетиков 1.

2. Paramagnetid

IN paramagnetid aatomite mikrovoolud ja nende magnetmomendid ei ole võrdsed nulliga.

Ilma välise väljata paiknevad need mikrovoolud kaootiliselt.

Välises magnetväljas on paramagnetiliste aatomite mikrovoolud suunatud piki välja, suurendades seda.

Paramagnetilises materjalis ületab magnetinduktsioon = + veidi .

Paramagnetite puhul 1. Dia- ja paramagnetite puhul võime eeldada 1.

Tabel 1. Para- ja diamagnetiliste materjalide magnetiline läbilaskvus.

Paramagnetiliste materjalide magnetiseerumine sõltub temperatuurist, sest Aatomite soojusliikumine takistab mikrovoolude korrastatud paigutust.

Enamik looduses leiduvaid aineid on paramagnetilised.

Dia- ja paramagnetite sisemine magnetväli on ebaoluline ja hävib, kui aine eemaldatakse välisväljast (aatomid naasevad algsesse olekusse, aine demagnetiseeritakse).

3. Ferromagnetid

Magnetiline läbilaskvus ferromagnetid ulatub sadadesse tuhandetesse ja sõltub magnetiseeriva välja suurusest ( väga magnetilised ained).

Ferromagnetid: raud, teras, nikkel, koobalt, nende sulamid ja ühendid.

Ferromagnetites on spontaanse magnetiseerumise piirkonnad (“domeenid”), milles kõik aatomi mikrovoolud on orienteeritud ühtemoodi. Domeeni suurus ulatub 0,1 mm-ni.

Välise välja puudumisel on üksikute domeenide magnetmomendid juhuslikult orienteeritud ja kompenseeritud. Välisväljas suurendavad need domeenid, milles mikrovoolud välisvälja võimendavad, oma suurust naaberväljade arvelt. Ferromagnetites tekkiv magnetväli = + on palju tugevam võrreldes para- ja diamagnetiliste materjalidega.

Miljardeid aatomeid sisaldavad domeenid on inertsiga ja ei naase kiiresti algsesse korrastamata olekusse. Seega, kui ferromagnet välisväljast eemaldada, jääb tema enda väli pikaks ajaks alles.

Magnet demagnetiseerub pikaajalisel säilitamisel (aja jooksul naasevad domeenid kaootiilisse olekusse).

Teine demagnetiseerimise meetod on kuumutamine. Iga ferromagneti jaoks on temperatuur (seda nimetatakse Curie punktiks), mille juures domeenide aatomite vahelised sidemed hävivad. Sel juhul muutub ferromagnet paramagnetiks ja toimub demagnetiseerumine. Näiteks raua Curie punkt on 770 °C.

Magnetiline läbilaskvus. Ainete magnetilised omadused

Ainete magnetilised omadused

Nii nagu aine elektrilisi omadusi iseloomustab dielektriline konstant, iseloomustab aine magnetilisi omadusi magnetiline läbilaskvus.

Tulenevalt asjaolust, et kõik magnetväljas asuvad ained loovad oma magnetvälja, erineb homogeenses keskkonnas olev magnetinduktsiooni vektor keskkonna puudumisel, s.o vaakumis, samas ruumipunktis olevast vektorist.

Suhet nimetatakse kandja magnetiline läbilaskvus.

Seega on homogeenses keskkonnas magnetinduktsioon võrdne:

Raua m väärtus on väga suur. Seda saab kogemustega kontrollida. Kui sisestate raudsüdamiku pikka mähisesse, suureneb magnetiline induktsioon valemi (12.1) kohaselt m korda. Järelikult suureneb magnetinduktsiooni voog sama palju. Magnetiseerivat mähist alalisvooluga toitva vooluringi avamisel tekib teise, peamise peale keritud väikesesse mähisesse induktsioonvool, mis registreeritakse galvanomeetriga (joonis 12.1).

Kui mähisesse sisestatakse raudsüdamik, on galvanomeetri nõela läbipaine vooluringi avamisel m korda suurem. Mõõtmised näitavad, et raudsüdamiku sisestamisel mähisesse võib magnetvoog suureneda tuhandeid kordi. Järelikult on raua magnetiline läbilaskvus tohutu.

On kolm peamist ainete klassi, millel on järsult erinevad magnetilised omadused: ferromagnetid, paramagnetid ja diamagnetilised materjalid.

Ferromagnetid

Aineid, mille puhul, nagu raud, m >> 1, nimetatakse ferromagnetiteks. Lisaks rauale on ferromagnetilised koobalt ja nikkel, samuti mitmed haruldased muldmetallid ja paljud sulamid. Ferromagnetite kõige olulisem omadus on jääkmagnetismi olemasolu. Ferromagnetiline aine võib olla magnetiseeritud olekus ilma välise magnetiseeriva väljata.

Rauast objekt (näiteks varras), nagu teada, tõmmatakse magnetvälja ehk liigub piirkonda, kus magnetinduktsioon on suurem. Sellest lähtuvalt tõmbab see magneti või elektromagneti poole. See juhtub seetõttu, et rauas olevad elementaarvoolud on orienteeritud nii, et nende välja magnetilise induktsiooni suund langeb kokku magnetiseeriva välja induktsiooni suunaga. Selle tulemusena muutub raudvarras magnetiks, mille lähim poolus on elektromagneti pooluse vastas. Magnetite vastaspoolused tõmbavad (joon. 12.2).

Riis. 12.2

STOP! Otsustage ise: A1–A3, B1, B3.

Paramagnetid

On aineid, mis käituvad nagu raud ehk tõmmatakse magnetvälja. Neid aineid nimetatakse paramagnetiline. Nende hulka kuuluvad mõned metallid (alumiinium, naatrium, kaalium, mangaan, plaatina jne), hapnik ja paljud teised elemendid, samuti erinevad elektrolüütide lahused.

Kuna paramagnetid tõmmatakse välja, suunatakse nende tekitatud enda magnetvälja induktsioonijooned ja magnetiseeriv väli ühtemoodi, seega väli tugevneb. Seega on neil m > 1. Kuid m erineb ühtsusest äärmiselt vähe, vaid suurusjärgus 10 –5 ...10 –6. Seetõttu on paramagnetiliste nähtuste jälgimiseks vaja võimsaid magnetvälju.

Diamagnetid

Eriline ainete klass on diamagnetilised materjalid, mille avastas Faraday. Need lükatakse magnetväljast välja. Kui riputada diamagnetilise varda tugeva elektromagneti pooluse lähedusse, tõrjutakse see sellest eemale. Sellest tulenevalt on selle tekitatud välja induktsioonijooned suunatud magnetiseeriva välja induktsioonijoontele vastupidiselt, st väli nõrgeneb (joon. 12.3). Vastavalt sellele on diamagnetiliste materjalide puhul m< 1, причем отличается от единицы на вели­чину порядка 10 –6 . Магнитные свойства у диамагнетиков вы­ражены слабее, чем у парамагнетиков.

Magnetiline läbilaskvus- magnetinduktsiooni seost iseloomustav füüsikaline suurus, koefitsient (olenevalt keskkonna omadustest). B (\displaystyle (B)) ja magnetvälja tugevus H (\displaystyle (H)) mateerias. See koefitsient on erinevatel kandjatel erinev, seega räägitakse konkreetse kandja magnetilisest läbilaskvusest (see tähendab selle koostist, olekut, temperatuuri jne).

Esmakordselt leiti Werner Siemensi 1881. aasta teosest “Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus” (“Panus elektromagnetismi teooriasse”).

Tavaliselt tähistatakse kreeka tähega μ (\displaystyle \mu ). See võib olla kas skalaar (isotroopsete ainete puhul) või tensor (anisotroopsete ainete puhul).

Üldiselt tutvustatakse magnetilise induktsiooni ja magnetvälja tugevuse vahelist seost magnetilise läbilaskvuse kaudu kui

B → = μ H → , (\displaystyle (\vec (B))=\mu (\vec (H)),)

Ja μ (\displaystyle \mu )Üldjuhul tuleks seda mõista tensorina, mis komponentide tähistuses vastab:

B i = μ i j H j (\displaystyle \B_(i)=\mu _(ij)H_(j))

Isotroopsete ainete puhul on suhe:

B → = μ H → (\displaystyle (\vec (B))=\mu (\vec (H)))

võib mõista vektori skalaariga korrutamise tähenduses (magnetiline läbilaskvus taandatakse sel juhul skalaariks).

Sageli tähistus μ (\displaystyle \mu ) kasutatakse teistmoodi kui siin, nimelt suhtelise magnetilise läbilaskvuse jaoks (antud juhul μ (\displaystyle \mu ) langeb kokku GHS-is olevaga).

Absoluutse magnetilise läbilaskvuse mõõde SI-s on sama, mis magnetkonstandi mõõde, see tähendab Gn / või / 2.

Suhteline magnetiline läbilaskvus SI-s on seotud magnetilise vastuvõtlikkusega χ

μ r = 1 + χ , (\displaystyle \mu _(r)=1+\chi ,)

Entsüklopeediline YouTube

• 1 / 5

  Valdav enamus aineid kuulub kas diamagnetite klassi ( μ ⪅ 1 (\displaystyle \mu \vähemumbes 1)) või paramagnetite klassi ( μ ⪆ 1 (\displaystyle \mu \gtrapprox 1)). Kuid paljudel ainetel (ferromagnetitel), näiteks raual, on tugevamad magnetilised omadused.

  Ferromagnetite puhul ei ole hüstereesi tõttu magnetilise läbilaskvuse mõiste rangelt võttes kohaldatav. Kuid teatud magnetvälja muutuste vahemikus (nii et jääkmagnetiseerimist saab tähelepanuta jätta, kuid enne küllastumist) on siiski võimalik parema või halvema lähendusega seda sõltuvust esitada lineaarsena (ja pehme magneti puhul materjalide alumine piir ei pruugi praktikas olla liiga oluline) ja selles mõttes saab nende puhul mõõta ka magnetilise läbitavuse väärtust.

  Mõnede ainete ja materjalide magnetiline läbilaskvus

  Mõnede ainete magnetiline tundlikkus

  Mõnede materjalide magnetiline tundlikkus ja magnetiline läbilaskvus

  Keskmine	Vastuvõtlikkus χ m (maht, SI)	Läbilaskvus μ [H/m]	Suhteline läbilaskvus μ/μ 0	Magnetväli	Maksimaalne sagedus
  Metglas (inglise) Metglas)		1,25	1 000 000	0,5 T juures	100 kHz
  Nanoperm Nanoperm)		10 × 10 -2	80 000	0,5 T juures	10 kHz
  Mu metall		2,5 × 10 -2	20 000	0,002 T juures
  Mu metall			50 000
  Permalloy		1,0 × 10 -2	70 000	0,002 T juures
  Elektriline teras		5,0 × 10 -3	4000	0,002 T juures
  Ferriit (nikkel-tsink)		2,0 × 10 -5 - 8,0 × 10 -4	16-640		100 kHz ~ 1 MHz [ ]
  Ferriit (mangaan-tsink)		>8,0 × 10 -4	640 (või rohkem)		100 kHz ~ 1 MHz
  Teras		8,75 × 10 -4	100	0,002 T juures
  Nikkel		1,25 × 10 -4	100 - 600	0,002 T juures
  Neodüümi magnet			1.05	kuni 1,2-1,4 T
  Plaatina		1,2569701 × 10 -6	1,000265
  Alumiiniumist	2,22 × 10 -5	1,2566650 × 10 -6	1,000022
  Puu			1,00000043
  Õhk			1,00000037
  Betoon			1
  Vaakum	0	1,2566371 × 10 -6 (μ 0)	1
  Vesinik	-2,2 × 10 -9	1,2566371 × 10 -6	1,0000000
  Teflon		1,2567 × 10 -6	1,0000
  Safiir	-2,1 × 10 -7	1,2566368 × 10 -6	0,99999976
  Vask	-6,4 × 10 -6 või -9,2 × 10 -6	1,2566290 × 10 -6	0,999994

  Arvukad katsed näitavad, et kõik magnetvälja asetatud ained on magnetiseeritud ja loovad oma magnetvälja, mille toime lisandub välise magnetvälja toimele:

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

  kus $\boldsymbol(\vec(B))$ on magnetvälja induktsioon aines; $\boldsymbol((\vec(B))_(0))$ - välja magnetiline induktsioon vaakumis, $\boldsymbol((\vec(B))_(1))$ - tekkiva välja magnetiline induktsioon aine magnetiseerumise tõttu . Sel juhul võib aine magnetvälja kas tugevdada või nõrgendada. Aine mõju välisele magnetväljale iseloomustab suurus μ , mida nimetatakse aine magnetiline läbilaskvus

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

  • Magnetiline läbilaskvus on füüsikaline skalaarsuurus, mis näitab, mitu korda erineb magnetvälja induktsioon antud aines magnetvälja induktsioonist vaakumis.

  Kõik ained koosnevad molekulidest, molekulid koosnevad aatomitest. Aatomite elektronkestadeks võib tinglikult lugeda, et need koosnevad liikuvatest elektronidest moodustuvatest ringikujulistest elektrivooludest. Ringikujulised elektrivoolud aatomites peavad looma oma magnetväljad. Elektrivoolu peab mõjutama väline magnetväli, mille tulemusena võib oodata kas magnetvälja suurenemist, kui aatomi magnetväljad on joondatud välise magnetväljaga, või nõrgenemist, kui need on vastupidises suunas.
  Hüpotees umbes magnetvälja olemasolu aatomites ja magnetvälja muutmise võimalus aines on täiesti tõsi. Kõik ained välise magnetvälja toimel neile võib jagada kolme põhirühma: diamagnetiline, paramagnetiline ja ferromagnetiline.

  Diamagnetid nimetatakse aineteks, mille väline magnetväli on nõrgenenud. See tähendab, et selliste ainete aatomite magnetväljad välises magnetväljas on suunatud välisele magnetväljale vastupidiselt (µ< 1). Изменение магнитного поля даже в самых сильных диамагнетиках составляет лишь сотые доли процента. Например, висмут обладает magnetiline läbilaskvus µ = 0,999826.

  Diamagnetismi olemuse mõistmiseks mõelge kiirusega sisse lennava elektroni liikumisele v vektori suhtes risti ühtlaseks magnetväljaks IN magnetväli.

  Mõju all Lorentzi jõud elektron hakkab liikuma ringis, tema pöörlemissuuna määrab Lorentzi jõuvektori suund. Saadud ringvool loob oma magnetvälja IN" . See on magnetväli IN" suunatud magnetväljale vastupidiselt IN. Järelikult peab igal ainel, mis sisaldab vabalt liikuvaid laetud osakesi, olema diamagnetilised omadused.
  Kuigi aine aatomites olevad elektronid ei ole vabad, osutub nende liikumise muutumine aatomite sees välise magnetvälja mõjul võrdväärseks vabade elektronide ringliikumisega. Seetõttu on igal magnetväljas oleval ainel tingimata diamagnetilised omadused.
  Diamagnetilised efektid on aga väga nõrgad ja esinevad vaid ainetes, mille aatomitel või molekulidel ei ole oma magnetvälja. Diamagnetiliste materjalide näideteks on plii, tsink, vismut (μ = 0,9998).

  Esimese selgituse põhjuste kohta, miks kehadel on magnetilised omadused, andis Henri Ampère (1820). Tema hüpoteesi kohaselt ringlevad molekulide ja aatomite sees elementaarsed elektrivoolud, mis määravad iga aine magnetilised omadused.

  Mõelgem üksikasjalikumalt aatomite magnetilisuse põhjustele:

  Võtame mõne tahke aine. Selle magnetiseerumine on seotud osakeste (molekulid ja aatomid), millest see koosneb, magnetiliste omadustega. Mõelgem, millised vooluahelad on mikrotasandil võimalikud. Aatomite magnetism on tingitud kahest peamisest põhjusest:

  1) elektronide liikumine ümber tuuma suletud orbiitidel ( orbiidi magnetmoment) (joonis 1);

  

  

  Riis. 2

  2) elektronide sisemine pöörlemine (spin) spin magnetmoment) (joonis 2).

  Uudishimulike jaoks. Ahela magnetmoment on võrdne vooluringis oleva voolu ja vooluringiga kaetud ala korrutisega. Selle suund langeb kokku magnetvälja induktsioonivektori suunaga voolukandva ahela keskel.

  Kuna aatomi erinevate elektronide orbitaaltasandid ei lange kokku, on nende poolt tekitatud magnetvälja induktsioonivektorid (orbitaal- ja spin-magnetmomendid) suunatud üksteise suhtes erineva nurga all. Saadud mitmeelektronilise aatomi induktsioonivektor on võrdne üksikute elektronide poolt loodud väljainduktsioonivektorite vektorite summaga. Osaliselt täidetud elektronkihtidega aatomitel on kompenseerimata väljad. Täidetud elektronkihtidega aatomites on saadud induktsioonivektor 0.

  Kõikidel juhtudel on magnetvälja muutuse põhjuseks magnetiseerimisvoolude ilmnemine (täheldatakse elektromagnetilise induktsiooni nähtust). Teisisõnu jääb kehtima magnetvälja superpositsiooni põhimõte: magneti sees olev väli on välisvälja $\boldsymbol((\vec(B))_(0))$ ja välja $\boldsymbol superpositsioon. (\vec(B"))$ magnetiseerivatest vooludest mina" , mis tekivad välise välja mõjul. Kui magnetiseerimisvoolude väli on suunatud samamoodi nagu välisväli, siis on koguvälja induktsioon suurem kui välisväli (joon. 3, a) - sel juhul ütleme, et aine võimendab välja ; kui magnetiseerimisvoolude väli on suunatud välisväljaga vastupidiselt, siis on koguväli väiksem kui välisväli (joonis 3, b) - selles mõttes öeldakse, et aine nõrgendab magnetvälja.

  

  Riis. 3

  IN diamagnetilised materjalid molekulidel ei ole oma magnetvälja. Välise magnetvälja mõjul aatomites ja molekulides on magnetiseerimisvoolude väli suunatud välisväljaga vastupidises suunas, mistõttu tekib magnetvälja magnetinduktsiooni vektori $ \boldsymbol(\vec(B))$ moodul. olema väiksem magnetinduktsiooni vektori $ \boldsymbol((\vec(B ))_(0)) $ välisvälja moodulist.

  Ained, mille puhul väline magnetväli tugevneb aine aatomite elektrooniliste kestade lisamise tulemusena magnetväljadele, mis on tingitud aatomi magnetväljade orientatsioonist välise magnetvälja suunas, nn. paramagnetiline(µ > 1).

  Paramagnetid võimendab välist magnetvälja väga nõrgalt. Paramagnetiliste materjalide magnetiline läbilaskvus erineb ühtsusest vaid protsendi murdosa võrra. Näiteks plaatina magnetiline läbilaskvus on 1,00036. Paramagnetiliste ja diamagnetiliste materjalide magnetilise läbilaskvuse väga väikeste väärtuste tõttu on nende mõju välisväljale või välisvälja mõju paramagnetilistele või diamagnetilistele kehadele väga raske tuvastada. Seetõttu peetakse tavapraktikas tehnikas paramagnetilisi ja diamagnetilisi aineid mittemagnetilisteks ehk aineteks, mis ei muuda magnetvälja ja mida magnetväli ei mõjuta. Paramagnetiliste materjalide näideteks on naatrium, hapnik, alumiinium (μ = 1,00023).

  IN paramagnetid molekulidel on oma magnetväli. Välise magnetvälja puudumisel on soojusliikumise tõttu aatomite ja molekulide magnetväljade induktsioonivektorid orienteeritud juhuslikult, seega on nende keskmine magnetiseeritus null (joon. 4, a). Kui aatomitele ja molekulidele rakendatakse välist magnetvälja, hakkab mõjuma jõumoment, mis kipub neid pöörama nii, et nende väljad on orienteeritud paralleelselt välisväljaga. Paramagnetiliste molekulide orientatsioon toob kaasa asjaolu, et aine on magnetiseeritud (joonis 4, b).

  

  Riis. 4

  Molekulide täielikku orienteerumist magnetväljas takistab nende soojusliikumine, mistõttu paramagnetiliste materjalide magnetiline läbilaskvus sõltub temperatuurist. On ilmne, et temperatuuri tõustes paramagnetiliste materjalide magnetiline läbilaskvus väheneb.

  Ferromagnetid

  Nimetatakse aineid, mis oluliselt võimendavad välist magnetvälja ferromagnetid(nikkel, raud, koobalt jne). Ferromagnetid on näiteks koobalt, nikkel, raud (μ saavutab väärtuse 8·10 3).

  Selle magnetmaterjalide klassi nimi pärineb raua ladinakeelsest nimetusest Ferrum. Nende ainete peamine omadus on võime säilitada magnetiseeritust välise magnetvälja puudumisel, kõik püsimagnetid kuuluvad ferromagnetite klassi. Lisaks rauale on selle perioodilisuse tabeli "naabritel" - koobaltil ja niklil - ferromagnetilised omadused. Ferromagnetilised materjalid leiavad laialdast praktilist rakendust teaduses ja tehnoloogias, seetõttu on välja töötatud märkimisväärne hulk sulameid, millel on erinevad ferromagnetilised omadused.

  Kõik toodud ferromagnetite näited viitavad siirderühma metallidele, mille elektronkiht sisaldab mitmeid paardumata elektrone, mis toob kaasa asjaolu, et neil aatomitel on märkimisväärne oma magnetväli. Kristallilises olekus tekivad kristallides olevate aatomite omavahelise vastasmõju tõttu spontaanse magnetiseerumise alad - domeenid. Nende domeenide mõõtmed on kümnendikud ja sajandikmillimeetrid (10 -4 - 10 -5 m), mis ületab oluliselt üksiku aatomi suuruse (10 -9 m). Ühes domeenis on aatomite magnetväljad orienteeritud rangelt paralleelselt, teiste domeenide magnetväljade orientatsioon välise magnetvälja puudumisel muutub suvaliselt (joonis 5).

  

  Riis. 5

  Seega eksisteerivad ka magnetiseerimata olekus ferromagneti sees tugevad magnetväljad, mille orientatsioon muutub ühelt domeenilt teisele üleminekul juhuslikult, kaootiliselt. Kui keha mõõtmed ületavad oluliselt üksikute domeenide mõõtmeid, siis selle keha domeenide poolt tekitatud keskmine magnetväli praktiliselt puudub.

  Kui asetate ferromagneti välisesse magnetvälja B 0 , siis hakkavad domeenide magnetmomendid ümber paiknema. Aine sektsioonide mehaanilist ruumilist pöörlemist aga ei toimu. Magnetiseerimise ümberpööramise protsess on seotud elektronide liikumise muutumisega, kuid mitte aatomite asukoha muutumisega kristallvõre sõlmedes. Domeenid, millel on välja suuna suhtes kõige soodsam orientatsioon, suurendavad oma suurust naabruses asuvate “valesti orienteeritud” domeenide arvelt, neelavad need endasse. Sel juhul suureneb aine väli üsna oluliselt.

  Ferromagnetite omadused

  1) aine ferromagnetilised omadused ilmnevad alles siis, kui vastav aine paikneb V kristalne olek ;

  2) ferromagnetite magnetilised omadused sõltuvad tugevalt temperatuurist, kuna domeenide magnetväljade orientatsiooni takistab soojusliikumine. Iga ferromagneti jaoks on teatud temperatuur, mille juures domeeni struktuur hävib täielikult ja ferromagnet muutub paramagnetiks. Seda temperatuuri väärtust nimetatakse Curie punkt . Seega on puhta raua Curie temperatuur ligikaudu 900 °C;

  3) ferromagnetid on magnetiseeritud kuni küllastumiseni nõrkades magnetväljades. Joonis 6 näitab, kuidas muutub magnetvälja induktsioonimoodul B terases koos välisvälja muutusega B 0 :

  

  Riis. 6

  4) ferromagneti magnetiline läbitavus sõltub välisest magnetväljast (joon. 7).

  

  Riis. 7

  See on seletatav asjaoluga, et algselt suurenemisega B 0 magnetiline induktsioon B muutub tugevamaks ja seetõttu μ suureneb. Siis magnetinduktsiooni väärtuses B" 0 küllastumine toimub (μ sel hetkel on maksimaalne) ja edasise suurenemisega B 0 magnetiline induktsioon B 1 aines lakkab muutumast ja magnetiline läbilaskvus väheneb (kipub 1):

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

  5) ferromagnetitel on jääkmagnetisatsioon. Kui näiteks ferromagnetiline varras asetatakse solenoidi, mida vool läbib ja magnetiseeritakse kuni küllastumiseni (punkt A) (joonis 8) ja seejärel vähendage voolu solenoidis ja koos sellega B 0 , siis võite märgata, et välja induktsioon varras selle demagnetiseerimise ajal jääb alati suuremaks kui magnetiseerimise ajal. Millal B 0 = 0 (solenoidi vool on välja lülitatud), on induktsioon võrdne B r (jääkinduktsioon). Varda saab solenoidilt eemaldada ja kasutada püsimagnetina. Varda lõplikuks demagnetiseerimiseks peate läbi solenoidi juhtima vastassuunalist voolu, st. rakendada välist magnetvälja induktsioonivektori vastassuunaga. Nüüd suurendame selle välja induktsioonimoodulit kuni B oc , demagnetiseeri varras ( B = 0).

  • Moodul B oc nimetatakse magnetvälja induktsiooni, mis demagnetiseerib magnetiseeritud ferromagneti sundjõud .

  

  Riis. 8

  Edasise suurenemisega B 0 saate varda magnetiseerida kuni küllastumiseni (punkt A" ).

  Nüüd vähendatakse B 0 nulli, saame taas püsimagneti, kuid induktsiooniga –B r (vastupidises suunas). Varda uuesti demagnetiseerimiseks tuleb solenoidis uuesti sisse lülitada algsuunaline vool ja varras demagnetiseerub induktsiooni ajal B 0 saavad võrdseks B oc . Jätkates suurendamist I B 0 , magnetiseerige varras uuesti kuni küllastumiseni (punkt A ).

  Seega tekib ferromagneti magnetiseerimisel ja demagnetiseerimisel induktsioon B jääb maha B 0. Seda viivitust nimetatakse hüstereesi nähtus . Joonisel 8 kujutatud kõverat nimetatakse hüstereesi silmus .

  Hüsterees (Kreeka ὑστέρησις - "mahajäämine") - süsteemide omadus, mis ei järgi kohe rakendatavaid jõude.

  Magnetiseerimiskõvera (hüstereesisilmus) kuju varieerub märkimisväärselt erinevate ferromagnetiliste materjalide puhul, mis on leidnud väga laialdast kasutust teaduslikes ja tehnilistes rakendustes. Mõnel magnetmaterjalil on lai silmus, millel on kõrge remanentsi ja koertsitiivsuse väärtus, neid nimetatakse magnetiliselt kõva ja neid kasutatakse püsimagnetite valmistamiseks. Teisi ferromagnetilisi sulameid iseloomustavad madalad sundjõu väärtused, sellised materjalid on kergesti magnetiseeritavad ja ümbermagnetiseeritavad isegi nõrkades väljades. Selliseid materjale nimetatakse magnetiliselt pehme ja neid kasutatakse erinevates elektriseadmetes – releedes, trafodes, magnetahelates jne.

  Kirjandus

  1. Aksenovitš L. A. Füüsika keskkoolis: teooria. Ülesanded. Testid: Õpik. toetus üldharidust andvatele asutustele. keskkond, haridus / L. A. Aksenovitš, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - Lk.330-335.
  2. Zhilko, V.V. Füüsika: õpik. toetus 11. klassile. Üldharidus kool vene keelest keel koolitus / V.V. Zhilko, A.V. Lavrinenko, L. G. Markovitš. - Mn.: Nar. Asveta, 2002. - lk 291-297.
  3. Slobodyanyuk A.I. Füüsika 10. §13 Magnetvälja vastastikmõju ainega

  Märkmed

  1. Arvestame magnetvälja induktsioonivektori suunda ainult ahela keskel.