numită permeabilitate magnetică . Magnetic absolutpermeabilitate mediu este raportul dintre B și H. Conform Sistemului internațional de unități, se măsoară în unități numite 1 henry pe metru.
Valoarea sa numerică este exprimată prin raportul dintre valoarea sa și valoarea permeabilității magnetice a vidului și se notează cu µ. Această valoare este numită relativ magneticpermeabilitate(sau pur și simplu permeabilitatea magnetică) a mediului. Ca mărime relativă, nu are unitate de măsură.
Prin urmare, permeabilitatea magnetică relativă µ este o valoare care arată de câte ori inducerea câmpului unui anumit mediu este mai mică (sau mai mare) decât inducerea vidului. camp magnetic.
Când o substanță este expusă unui câmp magnetic extern, aceasta devine magnetizată. Cum se întâmplă asta? Conform ipotezei lui Ampere, curenții electrici microscopici circulă constant în fiecare substanță, cauzați de mișcarea electronilor pe orbitele lor și de prezența propriului V. conditii normale această mișcare este dezordonată, iar câmpurile „se sting” (se compensează) reciproc. Când un corp este plasat într-un câmp exterior, curenții sunt ordonați, iar corpul devine magnetizat (adică are propriul său câmp).
Permeabilitatea magnetică a tuturor substanțelor este diferită. Pe baza dimensiunii sale, substanțele trebuie împărțite în trei grupuri mari.
La diamagneti valoarea permeabilității magnetice µ este puțin mai mică decât unitatea. De exemplu, bismutul are µ = 0,9998. Diamagneții includ zinc, plumb, cuarț, cupru, sticlă, hidrogen, benzen și apă.
Permeabilitatea magnetică paramagneti puțin mai mult decât unitate (pentru aluminiu, µ = 1,000023). Exemple de paramagneți sunt nichel, oxigen, wolfram, ebonită, platină, azot, aer.
În cele din urmă, al treilea grup include o serie de substanțe (în principal metale și aliaje), a căror permeabilitate magnetică depășește semnificativ (cu câteva ordine de mărime) unitatea. Aceste substanțe sunt feromagneți. Acestea includ în principal nichelul, fierul, cobaltul și aliajele acestora. Pentru oțel µ = 8∙10^3, pentru aliaj nichel-fier µ=2,5∙10^5. Feromagneții au proprietăți care îi deosebesc de alte substanțe. În primul rând, au magnetism rezidual. În al doilea rând, permeabilitatea lor magnetică depinde de mărimea inducției câmpului extern. În al treilea rând, pentru fiecare dintre ele există un anumit prag de temperatură, numit Punctul Curie, la care își pierde proprietățile feromagnetice și devine paramagnet. Pentru nichel punctul Curie este de 360°C, pentru fier este de 770°C.
Proprietățile feromagneților sunt determinate nu numai de permeabilitatea magnetică, ci și de valoarea lui I, numită magnetizare a acestei substante. Aceasta este o funcție complexă neliniară a inducției magnetice, creșterea magnetizării este descrisă de o linie numită curba de magnetizare. În acest caz, după ce a ajuns la un anumit punct, magnetizarea practic încetează să crească (vine saturație magnetică). Întârzierea valorii magnetizării unui feromagnet față de valoarea în creștere a inducției câmpului extern se numește histerezis magnetic. În acest caz, există o dependență a caracteristicilor magnetice ale unui feromagnet nu numai de starea sa actuală, ci și de magnetizarea sa anterioară. Imagine grafică curba acestei dependenţe se numeşte bucla de histerezis.
Datorită proprietăților lor, feromagneții sunt utilizați pe scară largă în inginerie. Sunt utilizate la rotoarele generatoarelor și motoarelor electrice, la fabricarea miezurilor de transformatoare și la producția de piese pentru calculatoare electronice. feromagneții sunt folosiți în casetofone, telefoane, benzi magnetice și alte medii.
Permeabilitatea magnetică- mărime fizică, coeficient (în funcţie de proprietăţile mediului), care caracterizează relaţia dintre inducţia magnetică texvc nu a fost găsit; Consultați matematica/README pentru ajutor pentru configurare.): (B)și puterea câmpului magnetic Nu se poate analiza expresia (fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați matematica/README pentru ajutor pentru configurare.): (H)în substanță. Pentru diferite medii, acest coeficient este diferit, așa că vorbesc despre permeabilitatea magnetică a unui anumit mediu (implicând compoziția, starea, temperatura acestuia etc.).
Găsit pentru prima dată în lucrarea lui Werner Siemens „Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus” („Contribuția la teoria electromagnetismului”) în 1881.
De obicei desemnat printr-o literă greacă Nu se poate analiza expresia (fișier executabil texvc . Poate fi fie un scalar (pentru substanțele izotrope) fie un tensor (pentru substanțele anizotrope).
În general, relația dintre inducția magnetică și intensitatea câmpului magnetic prin permeabilitatea magnetică este introdusă ca
Nu se poate analiza expresia (fișier executabiltexvc nu a fost găsit; Consultați matematica/README pentru ajutor pentru configurare.): \vec(B) = \mu\vec(H),
Și Nu se poate analiza expresia (fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați math/README pentru ajutor de configurare.): \muîn cazul general, aici ar trebui înțeles ca un tensor, care în notația componentelor corespunde cu:
texvc nu a fost găsit; Consultați matematica/README pentru ajutor pentru configurare.): \ B_i = \mu_(ij)H_j
Pentru substanțele izotrope, raportul:
Nu se poate analiza expresia (fișier executabiltexvc nu a fost găsit; Consultați matematica/README pentru ajutor pentru configurare.): \vec(B) = \mu\vec(H)
poate fi înțeles în sensul înmulțirii unui vector cu un scalar (permeabilitatea magnetică se reduce în acest caz la un scalar).
Adesea desemnarea Nu se poate analiza expresia (fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați math/README pentru ajutor de configurare.): \mu este folosit altfel decât aici, și anume pentru permeabilitatea magnetică relativă (în acest caz Nu se poate analiza expresia (fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați math/README pentru ajutor de configurare.): \mu coincide cu cea din GHS).
Dimensiunea permeabilității magnetice absolute în SI este aceeași cu dimensiunea constantei magnetice, adică H / sau / 2 .
Permeabilitatea magnetică relativă în SI este legată de susceptibilitatea magnetică χ prin relație
Nu se poate analiza expresia (fișier executabiltexvc nu a fost găsit; Consultați matematica/README pentru ajutor de configurare.): \mu_r = 1 + \chi,
Clasificarea substanţelor după valoarea permeabilităţii magnetice
Marea majoritate a substanțelor aparțin fie clasei de diamagneți ( Nu se poate analiza expresia (fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați math/README pentru ajutor pentru configurare.): \mu \lessapprox 1), sau la clasa paramagneților ( Nu se poate analiza expresia (fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați math/README pentru ajutor pentru configurare.): \mu \gtrapprox 1). Dar o serie de substanțe - (feromagneți), de exemplu fierul, au proprietăți magnetice mai pronunțate.
La feromagneți, din cauza histerezisului, conceptul de permeabilitate magnetică, strict vorbind, nu este aplicabil. Totuși, într-un anumit interval de variație a câmpului de magnetizare (astfel încât magnetizarea reziduală să fie neglijată, dar până la saturație), este posibil, într-o aproximare mai bună sau mai proastă, să se reprezinte această dependență ca una liniară (și pt. materiale magnetic moi, limitarea de jos poate să nu fie prea semnificativă în practică), iar în acest sens se poate măsura și mărimea permeabilității magnetice pentru acestea.
Permeabilitatea magnetică a unor substanțe și materiale
Susceptibilitatea magnetică a unor substanțe
Susceptibilitatea magnetică și permeabilitatea magnetică a unor materiale
| Mediu | Susceptibilitate χ m (volumetric, SI) |
Permeabilitatea μ [H/m] | Permeabilitatea relativă μ/μ 0 | Un câmp magnetic | Frecvența maximă |
|---|---|---|---|---|---|
| Metglas (engleză) Metglass ) | 1,25 | 1 000 000 | la 0,5 T | 100 kHz | |
| Nanoperm (engleză) Nanoperm ) | 10×10 -2 | 80 000 | la 0,5 T | 10 kHz | |
| mu metal | 2,5×10 -2 | 20 000 | la 0,002 T | ||
| mu metal | 50 000 | ||||
| Permalloy | 1,0×10 -2 | 70 000 | la 0,002 T | ||
| oțel electric | 5,0×10 -3 | 4000 | la 0,002 T | ||
| Ferită (nichel-zinc) | 2,0×10 -5 - 8,0×10 -4 | 16-640 | 100 kHz ~ 1 MHz [[C:Wikipedia:Articole fără surse (țara: Eroare Lua: callParserFunction: funcția „#property” nu a fost găsită. )]][[C:Wikipedia:Articole fără surse (țara: Eroare Lua: callParserFunction: funcția „#property” nu a fost găsită. )]] | ||
| Ferită (mangan-zinc) | >8,0×10 -4 | 640 (și mai mult) | 100 kHz ~ 1 MHz | ||
| Oţel | 8,75×10 -4 | 100 | la 0,002 T | ||
| Nichel | 1,25×10 -4 | 100 - 600 | la 0,002 T | ||
| Magnet de neodim | 1.05 | până la 1,2-1,4 T | |||
| Platină | 1,2569701×10 -6 | 1,000265 | |||
| Aluminiu | 2,22×10 -5 | 1,2566650×10 -6 | 1,000022 | ||
| Copac | 1,00000043 | ||||
| Aer | 1,00000037 | ||||
| Beton | 1 | ||||
| Vid | 0 | 1,2566371×10 -6 (μ 0) | 1 | ||
| Hidrogen | -2,2×10 -9 | 1,2566371×10 -6 | 1,0000000 | ||
| teflon | 1,2567×10 -6 | 1,0000 | |||
| Safir | -2,1×10 -7 | 1,2566368×10 -6 | 0,99999976 | ||
| Cupru | -6,4×10 -6 sau -9,2×10 -6 |
1,2566290×10 -6 | 0,999994 | ||
| Apă | -8,0×10 -6 | 1,2566270×10 -6 | 0,999992 | ||
| Bismut | -1,66×10 -4 | 0,999834 | |||
| supraconductori | −1 | 0 | 0 |
Vezi si
Scrieți o recenzie la articolul „Permeabilitatea magnetică”
Note
Un fragment care caracterizează permeabilitatea magnetică
Mi-a părut atât de rău pentru el!.. Dar, din păcate, nu era în puterea mea să-l ajut. Și, sincer, îmi doream foarte mult să știu cum l-a ajutat acest copil extraordinar...– Le-am găsit! repetă Stella din nou. – Nu știam cum să fac, dar bunica m-a ajutat!
S-a dovedit că Harold, în timpul vieții sale, nici măcar nu a avut timp să afle cât de teribil a suferit familia lui când a murit. A fost un cavaler războinic și a murit înainte ca orașul său să fie în mâinile „călăilor”, așa cum a prezis soția sa.
Dar, de îndată ce a intrat în această lume, necunoscută, minunată a oamenilor „depărtați”, a putut vedea imediat cât de nemiloasă și crudă a acționat ea cu „singura și iubita” lui. soarta rea. După aceea, ca un om stăpânit, o veșnicie a încercat cumva, undeva, să-i găsească pe acești oameni, cei mai dragi lui din toată lumea largă... Și i-a căutat foarte mult timp, mai mult de o mie. ani, până când într-o zi o fată dulce, complet necunoscută, Stella nu i-a oferit să „îl facă fericit” și nu i-a deschis acea „cealaltă” ușă potrivită pentru a le găsi în sfârșit pentru el...
- Vrei să-ți arăt? - a sugerat din nou copilul,
Dar nu mai eram atât de sigur dacă voiam să văd altceva... Pentru că viziunile pe care tocmai le arătase îmi răneau sufletul și era imposibil să scap de ele atât de repede încât să vreau să văd un fel de continuare...
„Dar vrei să vezi ce s-a întâmplat cu ei!” - a declarat cu încredere „faptul” micuța Stella.
M-am uitat la Harold și am văzut în ochii lui înțelegerea completă a ceea ce tocmai trăisem pe neașteptate.
– Știu ce ai văzut... L-am privit de multe ori. Dar acum sunt fericiți, mergem să ne uităm foarte des la ei... Și „foștii” la fel... – spuse liniștit „cavalerul trist”.
Și numai atunci mi-am dat seama că Stella, pur și simplu, când și-a dorit, l-a transferat în propriul său trecut, așa cum tocmai o făcuse !!! Și a făcut-o aproape fără efort! .. Nici măcar nu am observat cum această fată minunată și strălucitoare a început să mă „atașeze” de ea din ce în ce mai mult, devenind pentru mine aproape un adevărat miracol, pe care mi-am dorit la nesfârșit să-l privesc... Și pe care nu voiam să-l părăsesc deloc... Apoi nu știam aproape nimic și nu știam cum, cu excepția a ceea ce puteam înțelege și învăța eu însumi, și îmi doream neapărat să învăț măcar ceva de la ea, cât eram acolo. era încă o astfel de oportunitate.
- Vino la mine, te rog! - Stella, întristată brusc, șopti încet, - știi că încă nu poți rămâne aici... Bunica a spus că nu vei sta foarte, foarte mult timp... Că încă nu poți muri. Dar tu vii...
Totul în jur a devenit brusc întunecat și rece, de parcă norii negri au acoperit dintr-o dată o lume atât de colorată și strălucitoare a Stelei...
„Oh, nu te gândi la un lucru atât de groaznic! - fata a fost indignată și, ca un artist cu o pensulă pe pânză, a „pictat” rapid totul din nou într-o culoare strălucitoare și veselă.
- Ei bine, chiar e mai bine? întrebă ea mai degrabă.
„S-ar putea ca acestea să fie doar gândurile mele?...” Nu am mai crezut.
- Sigur! Stella a râs. - Ești puternic, așa că creezi totul în jurul tău în felul tău.
– Dar atunci cum să gândesc? .. – Încă nu puteam „conduce” în sinele de neînțeles.
„Și tu doar „închizi” și arăți doar ceea ce vrei să arăți”, mi-a spus desigur prietenul meu minunat. „Bunica m-a învățat asta.
M-am gândit că, se pare, a sosit momentul să-mi „scutur” puțin bunica „secretă”, care (eram aproape sigură!) probabil știa ceva, dar din anumite motive nu a vrut să mă învețe încă nimic. .. .
— Deci vrei să vezi ce s-a întâmplat cu familia lui Harold? întrebă fetița nerăbdătoare.
Sincer să fiu, nu aveam prea multe dorințe, deoarece nu eram sigur la ce să mă aștept de la acest „show”. Dar pentru a nu o jigni pe generoasa Stella, a fost de acord.
„Nu vă voi arăta mult timp. Iţi promit! Dar ar trebui să știi despre ei, nu?... - spuse fata cu o voce fericită. - Uite, fiul va fi primul...
Spre marea mea surpriză, spre deosebire de ceea ce văzusem înainte, am ajuns într-un timp și un loc complet diferit, care era asemănător cu Franța, iar în haine semăna cu secolul al XVIII-lea. O trăsură frumoasă acoperită trecea de-a lungul unei străzi late pietruite, în interiorul căreia stăteau un tânăr și o femeie în costume foarte scumpe și, aparent, într-o dispoziție foarte proastă... Tânărul i-a dovedit cu încăpățânare ceva fetei, iar ea, complet neascultându-l, a plutit calm undeva în visele mele, ceea ce l-a iritat foarte tare pe tânăr...
„Uite, el este!” E la fel " un baietel—... abia după mulți, mulți ani, șopti Stella încet.
— De unde știi că este cu adevărat el? – Încă nu prea înțeleg, am întrebat.
- Ei bine, este foarte simplu! Fetița s-a uitat la mine surprinsă. - Cu toții avem o esență, iar esența are propria „cheie”, prin care fiecare dintre noi poate fi găsit, trebuie doar să știi să cauți. Uite aici...
Mi-a arătat din nou copilul, fiul lui Harold.
„Gândește-te la esența ei și vei vedea...
Și am văzut imediat o entitate transparentă, strălucitoare, surprinzător de puternică, pe pieptul căreia ardea o stea energetică neobișnuită „diamantă”. Această „stea” strălucea și strălucea cu toate culorile curcubeului, acum scăzând, apoi crescând, parcă pulsa încet, și scânteia atât de puternic, de parcă ar fi fost cu adevărat creată din cele mai uimitoare diamante.
„Vedeți steaua aceea ciudată cu susul în jos pe pieptul lui?” Aceasta este cheia lui. Și dacă încerci să-l urmezi ca pe un fir, atunci te va duce direct la Axel, care are aceeași stea - aceasta este aceeași esență, doar în următoarea sa încarnare.
M-am uitat la ea cu toți ochii și, aparent, observând asta, Stella a râs și a recunoscut veselă:
- Să nu credeți că sunt eu însumi - bunica m-a învățat! ..
Îmi era foarte rușine să mă simt ca un vagabond complet, dar dorința de a afla mai multe era de o sută de ori mai puternică decât orice rușine, așa că mi-am ascuns mândria cât mai adânc posibil și am întrebat cu atenție:
– Și cum rămâne cu toate aceste „realități” uimitoare pe care le vedem acum aici? La urma urmei, aceasta este viața specifică a altcuiva și nu le creați în același mod în care vă creați toate lumile?
- Oh nu! - din nou, bebelușul a fost încântat de ocazia de a-mi explica ceva. - Desigur că nu! Este doar trecutul în care au trăit toți acești oameni cândva, și doar te duc pe tine și pe mine acolo.
- Și Harold? Cum vede el toate astea?
Oh, e ușor pentru el! E la fel ca mine, mort, așa că se poate muta oriunde vrea. Nu mai are corpul fizic, așa că esența lui nu cunoaște obstacole aici și poate merge oriunde dorește... la fel ca mine... - a terminat micuța tristă.
M-am gândit cu tristețe că ceea ce pentru ea a fost doar un „simplu transfer în trecut”, pentru mine, se pare, pentru o lungă perioadă de timp va fi un „mister în spatele șapte încuietori”... Dar Stella, ca și cum mi-ar fi auzit gândurile, imediat s-a grăbit să mă liniștească:
- Vei vedea, e foarte simplu! Trebuie doar să încerci.
- Și aceste „chei”, nu se repetă niciodată cu alții? Am decis să-mi continui întrebările.
- Nu, dar uneori se mai întâmplă ceva... - dintr-un motiv oarecare, zâmbind amuzant, a răspuns bebelușul. - La început, exact așa am fost prins, pentru care am fost foarte mult „bătut”... Oh, a fost atât de prost! ..
- Dar ca? am intrebat foarte interesat.
Stella a răspuns vesel:
- Oh, asta a fost foarte amuzant! - și după puțină gândire, a adăugat ea, - dar este și periculos... Am căutat pe toate „etajele” încarnarea trecută a bunicii mele și, în locul ei, de-a lungul „firului” ei a venit o entitate complet diferită. a reușit cumva să „copie” „floarea” bunicii mele (aparent și o „cheie”!) și, de îndată ce am reușit să mă bucur că am găsit-o în sfârșit, această entitate necunoscută m-a lovit fără milă în piept. Da, atât de mult încât sufletul meu aproape a zburat! ..
— Dar cum ai scăpat de ea? Am fost surprins.
- Ei bine, să fiu sincer, nu am scăpat de ea ... - fata era stânjenită. - Tocmai am sunat-o pe bunica mea...
Cum numiți „pardoseli”? Încă nu mă puteam liniști.
– Ei bine, acestea sunt „lumi” diferite în care trăiesc spiritele morților... În cele mai frumoase și mai înalte trăiesc cei care au fost buni... și, probabil, și cei mai puternici.
- Oameni ca tine? am intrebat zambind.
— Oh, nu, desigur! Trebuie să fi ajuns aici din greșeală. – spuse fata cu sinceritate. – Știți care este cel mai interesant? De la acest „etajul” ne putem plimba peste tot, dar din ceilalți nu poate ajunge nimeni aici... Este chiar interesant? ..
Da, a fost foarte ciudat și foarte interesant pentru creierul meu „fometat”, și am vrut atât de mult să știu mai multe! Mi-a dat ceva (cum ar fi, de exemplu, „prietenii mei vedete”) și, prin urmare, chiar și o explicație atât de simplă copilărească deja m-a făcut extraordinar de fericit și m-a făcut să mă adâncesc și mai furioasă în experimentele, concluziile și greșelile mele... ca de obicei, găsind în tot ceea ce se întâmplă și mai de neînțeles. Problema mea a fost că puteam face sau crea „neobișnuit” foarte ușor, dar toată problema era că și eu voiam să înțeleg cum le creez pe toate... Și anume, asta este ceea ce nu am avut prea mult succes încă...
Materiale magnetice: proprietăți și caracteristici. Particularități diferite feluri magnetism. procese de magnetizare. Caracteristicile materialelor puternic magnetice. pierderi de remagnetizare.
Materiale magnetice moi: clasificare, proprietăți, scop.
Materiale magnetice dure: clasificare, proprietăți, scop. Materiale magnetice pentru scopuri speciale: clasificare, proprietăți, scop.
Literatură
Toate substanțele din natură interacționează cu un câmp magnetic extern, dar fiecare substanță este diferită.
Proprietățile magnetice ale substanțelor depind de proprietățile magnetice particule elementare, structurile atomilor și moleculelor, precum și grupele acestora, dar principala influență determinantă o exercită electronii, momentele lor magnetice.
Toate substanțele, în raport cu câmpul magnetic, comportamentul în acesta, sunt împărțite în următoarele grupuri:
Diamagneții- materiale care nu au un moment dipol magnetic permanent, cu o permeabilitate magnetică relativă (μ≤1) puțin mai mică decât unitatea. Permitivitatea relativă μ a diamagneților este aproape independentă de mărimea câmpului magnetic (H) și nu depinde de temperatură. Acestea includ: gaze inerte (Ne, Ar, Kr, Xe), hidrogen (H2); cupru (Сu), zinc (Zn), argint (Аg), aur (Au), antimoniu (Sb), etc.
Paramagneți- materiale care au momente dipolare permanente, dar sunt localizate aleator, deci interactiunea dintre ele este foarte slaba. Permeabilitatea magnetică relativă a paramagneților este puțin mai mare decât unitatea (μ≥1), dependentă slab de intensitatea câmpului magnetic și de temperatură.
Paramagneții includ următoarele materiale: oxigen (O 2), aluminiu (Al), platină (Pt), metale alcaline, săruri de fier, nichel, cobalt etc.
feromagneți– materiale cu momente dipolare magnetice permanente, structura domeniului. În fiecare domeniu, sunt paralele între ele și dirijate în mod egal, astfel încât interacțiunea dintre ele este foarte puternică. Permeabilitatea magnetică relativă a feromagneților este mare (μ >> 1), pentru unele aliaje ajunge la 1500000. Depinde de intensitatea câmpului magnetic și de temperatură.
Acestea includ: fier (Fe), nichel (Ni), cobalt (Co), multe aliaje, elemente de pământuri rare: samariu (Sm), gadoliniu (Gd), etc.
Antiferomagneți- materiale care au momente magnetice dipol permanente care sunt antiparalele între ele. Permeabilitatea lor magnetică relativă este puțin mai mare decât unitatea (μ ≥ 1), foarte slab dependentă de intensitatea câmpului magnetic și de temperatură. Acestea includ: oxizi de cobalt (CoO), mangan (MnO), fluorură de nichel (NiF 2), etc.
Ferimagneți- materiale care au momente magnetice de dipol permanent antiparalel care nu se compensează pe deplin. Cu cât această compensare este mai mică, cu atât proprietățile lor feromagnetice sunt mai mari. Permeabilitatea magnetică relativă a ferimagneților poate fi apropiată de unitate (cu compensare aproape completă a momentelor) și poate ajunge la zeci de mii (cu compensare mică).
Feritele sunt ferimagneți, pot fi numite oxiferi, deoarece sunt oxizi ai metalelor divalente cu Fe 2 O 3. Formula generala ferită, unde Me este un metal bivalent.
Permeabilitatea magnetică a feritelor depinde de temperatură și de intensitatea câmpului magnetic, dar într-o măsură mai mică decât cea a feromagneților.
Feritele sunt materiale feromagnetice ceramice cu conductivitate electrică scăzută, drept urmare pot fi clasificate ca semiconductori electronici cu permeabilitate magnetică mare (μ ≈ 10 4) și dielectrică ridicată (ε ≈ 10 3).
Dia-, para- și antiferomagneții pot fi combinați într-un grup de substanțe slab magnetice, iar fero- și ferimagneții într-un grup de substanțe puternic magnetice.
Pentru aplicațiile tehnice în domeniul electronicii radio, substanțele cu magnetică mare sunt de cel mai mare interes (Fig. 6.1).
Orez. 6.1. Schema structurală a materialelor magnetice
Proprietățile magnetice ale materialelor sunt determinate de forme interne ascunse de mișcare a sarcinilor electrice, care sunt curenți circulari elementari. Curentul circular este caracterizat de un moment magnetic și poate fi înlocuit cu un dipol magnetic echivalent. Dipolii magnetici sunt formați în principal prin rotația de spin a electronilor, în timp ce rotația orbitală a electronilor joacă un rol slab în acest proces, precum și rotația nucleară.
În majoritatea materialelor, momentele de spin ale electronilor se anulează reciproc. Prin urmare, feromagnetismul nu este observat în toate substanțele din tabelul periodic.
Condiții necesare pentru ca un material să fie feromagnetic:
1. Existenta curentilor circulari elementari in atomi.
2. Prezența momentelor de spin necompensate, electroni.
3. Raportul dintre diametrul orbitei electronilor (D), care are un moment de spin necompensat, și constanta rețelei cristaline a substanței (a) trebuie să fie
. (6.1)
4. Prezența unei structuri de domeniu, i.e. astfel de regiuni cristaline în care momentele magnetice dipolare sunt orientate paralel.
5. Temperatura materialului (substanței) trebuie să fie sub punctul Curie, deoarece la o temperatură mai mare structura domeniului dispare, materialul trece din starea feromagnetică în starea paramagnetică.
O proprietate caracteristică a stării feromagnetice a materiei este prezența magnetizării spontane fără aplicarea unui câmp magnetic extern. Cu toate acestea, fluxul magnetic al unui astfel de corp va fi egal cu zero, deoarece direcția momentelor magnetice ale domeniilor individuale este diferită (o structură de domeniu cu un circuit magnetic închis).
Gradul de magnetizare al unei substanțe este caracterizat de mărimea magnetizării sau intensitatea magnetizării (J), care este definită ca limita raportului momentului magnetic rezultat Σm, raportat la volumul substanței (V) , când volumul tinde spre zero
. (6.2)
Dacă plasăm substanța într-un câmp magnetic extern cu puterea H, atunci raportul dintre J și H va fi
J = 4 πχH, (6.3)
Unde χ (kappa) se numește vâscozitate magnetică.
Permeabilitatea magnetică relativă μ depinde de χ:
μ = 1 +4 πχ . (6.4)
Intensitatea magnetizării poate fi determinată prin cunoaștere μ
μ =
1+
.
(6.5)
În general, câmpul magnetic dintr-un feromagnet este creat ca suma a două componente: extern, creat de puterea câmpului magnetic extern H, și intern, creat de magnetizare (J).
Câmpul magnetic total este caracterizat de inducția magnetică B:
B = μ 0 (H + J), (6.6)
Unde μ 0 – constantă magnetică (permeabilitatea magnetică a vidului)
μ 0 = 4 π ∙10 -7 , g/m. (6,7)
Exprimând valoarea lui J în termeni de χ și apoi μ, obținem:
B = μ 0 H(1 + 4 πχ ) sauB = μ 0 μH. (6.8)
Valoarea absolută a permeabilității magnetice
μ abs = μ 0 ∙ μ . (6.9)
Formula finală pentru inducția magnetică B
B = μ abs H. (6.10)
Procesul de magnetizare a unui material feromagnetic sub influența unui câmp magnetic extern este următorul:
creșterea domeniilor ale căror momente magnetice sunt apropiate în direcția câmpului extern și scăderea în alte domenii;
orientarea momentelor magnetice ale tuturor domeniilor în direcția câmpului exterior.
Procesul de magnetizare este caracterizat pentru fiecare feromagnet prin curba sa principală de magnetizare B \u003d f (H).
Permeabilitatea magnetică μ se modifică și în timpul procesului de magnetizare.
Acest lucru este prezentat în fig. 6.2.
Orez. 6.2. Curbe de magnetizare (B = f(H)) și permeabilitate magnetică (μ = f(H))
Permeabilitatea magnetică μ la o putere H apropiată de zero se numește inițială (secțiunea 1), iar când materialul trece la saturație, acesta va lua o valoare maximă (2), cu o creștere suplimentară a H, permeabilitatea magnetică μ scade. (secțiunile 3 și 4).
În timpul magnetizării ciclice a unui feromagnet, curbele de magnetizare și demagnetizare formează o buclă de histerezis. Bucla de histerezis obtinuta in conditia saturarii materialului se numeste limitatoare. Din bucla de histerezis, obținută, de exemplu, pe ecranul osciloscopului, puteți obține informații destul de complete despre principalii parametri magnetici ai materialului (Fig. 6.3).
Orez. 6.3. Bucla de histerezis
Parametrii principali sunt:
1) inducție reziduală, după îndepărtarea intensității câmpului - Br;
2) forța coercitivă Hc - tensiunea care trebuie aplicată probei pentru a elimina inducția reziduală;
3) inducerea maximă B max , care se realizează atunci când proba este complet saturată;
4) pierderi de histerezis specifice pentru un ciclu de inversare a magnetizării, care sunt caracterizate de zona acoperită de bucla de histerezis.
Parametrii magnetici rămași ai materialului, precum și pierderile datorate inversării magnetizării (histereză), curenții turbionari, energia în gol (pentru magnet permanent) pot fi calculate folosind formulele care au fost date mai sus și vor fi date în viitor.
Pierderi în feromagneticemateriale - acestea sunt costurile energetice care merg la remagnetizarea feromagneților, la apariția curenților turbionari într-un câmp magnetic alternativ, la vâscozitatea magnetică a materialului - creează așa-numitele pierderi, care pot fi împărțite în următoarele tipuri:
a) pierderi de histerezis Рg, proporționale cu aria buclei de histerezis
Rg = η∙f∙
∙
V, W (6,11)
Unde η este coeficientul de histerezis pentru un material dat;
f este frecvența câmpului, Hz;
ÎN max– inductie maxima, T;
V este volumul probei, m3;
n≈ 1,6...2 - valoarea exponentului;
b) pierderi de curent turbionar
Rv.t. = ξ∙f 2 ∙B max ∙ V, W (6,12)
unde ξ este un coeficient care depinde de rezistența electrică specifică a materialului și de forma probei;
c) pierderi post-efect Pp.s. conform formulei
Rp.s. \u003d P - Rg - Pv.t. (6.13)
Pierderile curenților turbionari pot fi reduse prin creșterea rezistenței electrice a feromagnetului. Pentru a face acest lucru, circuitul magnetic, de exemplu, pentru transformatoare, este recrutat din plăci feromagnetice subțiri separate, izolate unele de altele.
În practică, uneori este folosit feromagneți cu circuit magnetic deschis, adică având, de exemplu, un spațiu de aer cu rezistență magnetică ridicată. Într-un corp cu un spațiu de aer, apar poli liberi, creând un câmp demagnetizant îndreptat către câmpul de magnetizare extern. Există o scădere a inducției cu cât este mai mare, cu atât mai mare este întrefierul. Acest lucru se manifestă în mașini electrice, dispozitive magnetice de ridicare etc.
Energia din decalaj (W L), de exemplu, un magnet permanent, este exprimată prin formula
, J/m3, (6,14)
Unde ÎN LȘi H L sunt inducția reală și intensitatea câmpului pentru o lungime dată a spațiului de aer.
Prin modificarea tensiunii aplicate feromagnetului, este posibilă obținerea energiei maxime într-un interval dat.
Pentru a găsi W max, se folosește o diagramă, pe care, conform curbei de demagnetizare pentru un material magnetic situat în al doilea cadran (secțiunea buclei de histerezis), este trasată o curbă de energie în decalaj, dată de valori diferite din B (sau H). Dependența lui W L de B L și H L este prezentată în fig. 6.4.
Orez. 6.4. Energia în spațiul de aer al unui feromagnet
Pentru a determina intensitatea câmpului H, la care va exista o energie maximă în decalajul magnetic, este necesar să se deseneze o tangentă la energia maximă (în punctul A) și să se tragă o linie orizontală de la aceasta până când se intersectează cu histerezisul. buclă în al doilea cadran. Apoi coborâți perpendiculara pe intersecția cu coordonata H. Punctul H L 2 va determina intensitatea dorită a câmpului magnetic.
În funcție de principalii parametri magnetici, materialele feromagnetice pot fi clasificați în următoarele grupe;
Moale magnetic - materiale cu forță coercitivă scăzută Hc (până la 100 A/m), permeabilitate magnetică ridicată și pierderi reduse de histerezis. Sunt utilizate ca circuite magnetice de curent continuu (nuclee de transformatoare, instrumente de măsurare, inductori etc.)
LAmateriale magnetice moi raporta:
fier tehnic pur, fier carbonil;
oțel electric;
permalloys;
alsifera;
ferite (cupru-mangan);
aliaje termomagnetice (Ni-Cr-Fe), etc.
2. Dur magnetic - materiale cu o forță coercitivă mare (Hc > 100 A/m) (vezi Fig. 4.5, G).
Materialele magnetice dure sunt folosite pentru a face magneți permanenți, care folosesc energia magnetică din spațiul de aer dintre polii magnetului.
LA materiale magnetice dure raporta:
Aliaje turnate alni (Al-Ni-Fe);
Alnico (Al-Ni-Co-Fe);
Magnico;
Oțeluri aliate întărite la martensită etc.
De interes deosebit sunt aliajele pe bază de materiale cu pământuri rare (YCo, CeCo, SmCo etc.) valoare ridicata H c și w max.
3. Ferite - materiale care sunt dubli oxizi de fier cu oxizi ai metalelor divalente (MeO∙Fe 2 O 3). Feritele pot fi moi magnetic și dure magnetic, în funcție de structura lor cristalină, de exemplu, tipul spinelului - (MgAl 3 O 4), gausmagnet (Mn 3 O 4), granat Ga 3 Al 2 (SiO 4) 3 etc. Rezistivitatea lor electrică este mare (de la 10 -1 la 10 10 Ohm∙m), prin urmare, pierderile curenților turbionari, în special la frecvențe înalte, sunt mici.
4. Magnetodielectrice - materiale formate dintr-o pulbere feromagnetică cu un liant dielectric. Pulberea este de obicei luată pe baza unui material moale din punct de vedere magnetic - fier carbonil, alsifer și un material cu pierderi dielectrice scăzute - polistiren, bachelită etc., servește ca liant dielectric.
Întrebări pentru autoexaminare:
Clasificarea substanţelor după proprietăţi magnetice.
Caracteristicile substanțelor puternic magnetice (domenii, anizotropie, curbă de magnetizare, magnetostricție, permeabilitate magnetică, histerezis etc.)
Factori care afectează proprietățile magnetice
Pierderi de materiale magnetice
Clasificarea materialelor puternic magnetice
Materiale magnetice moi de joasă frecvență
Materiale magnetice moi de înaltă frecvență
Materiale magnetice dure
Materiale magnetice pentru scopuri speciale
Aplicații
Materiale conductoare Tabel A.1
|
conductor |
Ohm∙mm 2 /m |
specific rezistenţă- |
transfer de căldură continut de apa W/m∙grad |
mai ales cupru, |
Funcția de lucru a unui electron |
temperatura bordului, |
||
|
metale pure |
||||||||
|
Aluminiu | ||||||||
|
Molibden | ||||||||
|
Tungsten | ||||||||
|
policristal | ||||||||
|
Manganin |
(5…30)∙10 -6 | |||||||
|
Constantan |
(5…20)∙10 -6 | |||||||
|
Nichel-argint | ||||||||
|
Termocupluri |
||||||||
|
Cupru-constantan |
Tism până la 350 °С |
|||||||
|
Chromel-alumel |
Tism până la 1000 °С |
|||||||
|
Platină-platină-rodiu |
Tism până la 1600 °С |
|||||||
Materiale semiconductoare Tabelul A.2
|
Nume semiconductor material kovy |
proprii transportatorii |
Mobilitate transportatorii tu, | ||||||
|
Anorganic Cristal. elementar (atomic) |
||||||||
|
germaniu | ||||||||
|
Cristal. conexiuni |
||||||||
|
Carbură de siliciu |
sublimare | |||||||
|
Indiu de antimoniu | ||||||||
|
arseniura de galiu | ||||||||
|
fosfură de galiu | ||||||||
|
arseniura de indiu | ||||||||
|
Telurura de bismut | ||||||||
|
sulfură de plumb | ||||||||
|
sticlos |
||||||||
|
Calcogenuri |
As 2 Te 2 Se, As 2 Se 3 Al 2 Se 3 | |||||||
|
organic |
||||||||
|
antracen | ||||||||
|
Naftalină | ||||||||
|
Coloranți și pigmenți Ftalocianina de cupru | ||||||||
|
Complexe moleculare Iod piren | ||||||||
|
Polimeri Poliacrilonitril | ||||||||
Materiale dielectrice Tabel A.3
|
Starea de agregare |
Numele mamei alov (dielectrice) |
Constanta dielectrică, relativă E |
volum- rezistenţă |
unghiul de pierdere dielectrică |
Rezistență (electrică) E pr, MV/m |
Căldura specifică densitatea λ, W/m ºK | |
|
SF6 | |||||||
|
lichid-oase |
Ulei de transformator | ||||||
|
Materiale solide |
Organic a) Parafina holovax | ||||||
|
b) Rășină Bakel Colofoniu Polivinil- Polistiren Polietilenă Polimetil metacrilat Rășină epoxidică | |||||||
|
Compus | |||||||
|
d) Strat de fenol (FAS) | |||||||
|
e) Tesatura de lac | |||||||
|
Electro-carton (EVT) | |||||||
|
g) Cauciuc butadien | |||||||
|
Izolatoare din cauciuc | |||||||
|
h) Fluoro-plast-4 ftoroplast-3 | |||||||
|
Anorganic a) Sticla electrica. | |||||||
|
b) Steatit (ceramic) porțelan de inginerie electrică | |||||||
|
c) Mică moscovită Mikalex | |||||||
|
d) Fero-ceramice VK-1 Piezoquartz | |||||||
|
e) Izolație cu fluor (AlF 3) | |||||||
|
f) azbest | |||||||
|
Element Organ. a) Silicon org. răşină | |||||||
|
b) Organ de siliciu. cauciuc |
, Ohm m
Materiale magnetice Tabel A.4
|
Denumirea materialului magnetic |
Compoziția chimică sau marca |
Permeabilitatea magnetică relativă, μ |
Inducția magnetică B, T |
coer-citiv- forta Ns, A/m |
Specific e-mail rezistența ρ, μOhm∙m |
Energia în decalaj |
||
|
initial, μ n |
maxi-mic, μ max |
rămânând exact, V |
maxi-mic, V max |
|||||
|
Moale magnetic |
||||||||
|
Tehnica electrica. oţel | ||||||||
|
Permalloy cu nichel scăzut | ||||||||
|
Permalloy cu nichel ridicat | ||||||||
|
supermalloy | ||||||||
|
Alcifer | ||||||||
|
Ferite |
||||||||
|
Ferită nichel-zinc | ||||||||
|
Ferită mangan-zinc | ||||||||
|
Dur magnetic |
||||||||
|
bariu | ||||||||
|
bariu | ||||||||
|
Magnetodielectrice |
||||||||
|
Pe baza de fier carbonil | ||||||||
, J/m 3Lista bibliografică
1. Pasynkov, V.V. Materiale de tehnologie electronică: manual pentru universități / V.V. Pasynkov, V.S. Sorokin - Sankt Petersburg: Lan, 2003. - 367p.
2. Materiale radio și componente radio: metodă. instructiuni / comp. A.M. Khadykin A.M. - Omsk: Editura OmSTU, 2007. - 44 p.
3. Materiale radio și componente radio: note de curs / ed. A. M. Khadykin. - Omsk: Editura OmGTU, 2008. - 91 p.
4. Materiale și elemente de tehnologie electronică: metodă. instructiuni / comp. A. M. Khadykin. - Omsk: Editura OmGTU, 2005.-34s.
5. Klikushin Yu.N. Știința materialelor în instrumentare. Materiale electrotehnice: Proc. manual pentru universități / Yu. N. Klikushin, A. I. Cheredov, I. L. Zakharov; OmSTU. - Omsk: Editura OmGTU, 2005. - 79 p.
6. Sorokin V. S. Materiale și elemente de tehnologie electronică. În 2 volume: un manual pentru studenții care studiază în direcția formării de licențe, masteranzi și specialiști 210100 „Electronică și microelectronică” / V. S. Sorokin, B. L. Antipov, N. P. Lazareva. V.1: Conductori, semiconductori, dielectrici. - M.: Centrul de editură „Academia”, 2006. - 448 p.
7. Sorokin V. S. Materiale și elemente de tehnologie electronică. În 2 volume: un manual pentru studenții care studiază în direcția de pregătire și specialități „Electronică și Microelectronica” / V. S. Sorokin, B. L. Antipov, N. P. Lazareva. T.2. - M.: Centrul de editură „Academia”, 2006. - 384 p.
8. Aliev I.I. Materiale și produse electrotehnice. Director. - M.: IP RadioSoft, 2007. - 352 p.
9. A.I. Sidorov, N.V. Nikonorov „Materiale și tehnologii integrate
optică”. Tutorial, curs de curs. Sankt Petersburg: Universitatea de Stat din Sankt Petersburg ITMO, 2009 - 107
10. Bondarenko I.B., Gatchin Yu.A., Ivanova N.Yu., Shilkin D.A. Conectori și dispozitive de comutare. Tutorial. Sankt Petersburg: SPbGU ITMO, 2007. 151 p.
11. Roshchin V.M. Tehnologia materialelor pentru micro-, opto- și nanoelectronică: manual. Ch 2 / V.M. Roshchin, M.V. Silibin. – M.: BINOM. Laboratorul de cunoștințe, 2010. - 180 p.
12. Sadcenkov D.A. Marcarea componentelor radio autohtone și străine. Manual de referință. Volumul 1. - M.: SOLON-R, 2002. - 208 p.
13. Petrov K.S. Materiale radio, componente radio și electronice. Manual pentru universități. - Sankt Petersburg.: Peter, 2006 - 522 p.
14. Ulyanina I.Yu. Structura materialelor: manual. indemnizație / I. Yu. Ulyanina, T. Yu. Skakova. - M. : MGIU, 2006. - 55 p.
15. Ulyanina I.Yu. Știința materialelor în diagrame-caiete: manual. indemnizaţie / I. Yu. Ulyanina. - M. : Editura MGIU, 2006. - 139 p.
16. Mishin D.D. materiale magnetice. - M.: Vyssh.shk., 1991. - 384 p.
17. Kharlamova T.E. Știința materialelor electrice. Materiale electrotehnice: Proc. Beneficiu. - Sankt Petersburg: SZPI, 1998. - 82 p.
18. Shkaruba M.V., Tikhonov S.A. Materiale și elemente de tehnologie electronică: Manual. - Omsk: Editura Omgtu, 2006. - 120 p.
19. Componente și tehnologii: Lunar. întreg rusească jurnal - M .: Jurnal editorial. Finestreet Publishing - Publicat lunar.
20.Internet: www.wieland– electric.com
21.Internet: www.platan.ru
22.Internet: www.promelec.ru
23.Internet: www.chipdip.ru
Permeabilitatea magnetică- mărime fizică, coeficient (în funcție de proprietățile mediului), care caracterizează relația dintre inducția magnetică B (\displaystyle (B))și puterea câmpului magnetic H (\displaystyle (H))în substanță. Pentru diferite medii, acest coeficient este diferit, așa că vorbesc despre permeabilitatea magnetică a unui anumit mediu (implicând compoziția, starea, temperatura acestuia etc.).
Se găsește pentru prima dată în lucrarea lui Werner Siemens „Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus” („Contribuția la teoria electromagnetismului”) în 1881.
De obicei desemnat printr-o literă greacă µ (\displaystyle \mu ). Poate fi atât un scalar (pentru substanțele izotrope) cât și un tensor (pentru substanțele anizotrope).
În general, relația dintre inducția magnetică și intensitatea câmpului magnetic prin permeabilitatea magnetică este introdusă ca
B → = μ H → , (\displaystyle (\vec (B))=\mu (\vec (H)),)Și µ (\displaystyle \mu )în cazul general, aici ar trebui înțeles ca un tensor, care în notația componentelor corespunde cu:
B i = μ i j H j (\displaystyle \ B_(i)=\mu _(ij)H_(j))Pentru substanțele izotrope, raportul:
B → = μ H → (\displaystyle (\vec (B))=\mu (\vec (H)))poate fi înțeles în sensul înmulțirii unui vector cu un scalar (permeabilitatea magnetică se reduce în acest caz la un scalar).
Adesea desemnarea µ (\displaystyle \mu ) este folosit altfel decât aici, și anume pentru permeabilitatea magnetică relativă (în acest caz µ (\displaystyle \mu ) coincide cu cea din GHS).
Dimensiunea permeabilității magnetice absolute în SI este aceeași cu dimensiunea constantei magnetice, adică H / sau / 2 .
Permeabilitatea magnetică relativă în SI este legată de susceptibilitatea magnetică χ prin relația
μ r = 1 + χ , (\displaystyle \mu _(r)=1+\chi ,)YouTube enciclopedic
-
1 / 5
Marea majoritate a substanțelor aparțin fie clasei de diamagneți ( μ ⪅ 1 (\displaystyle \mu \lessapprox 1)), sau la clasa paramagneților ( μ ⪆ 1 (\displaystyle \mu \gtrapprox 1)). Dar o serie de substanțe - (feromagneți), de exemplu fierul, au proprietăți magnetice mai pronunțate.
La feromagneți, din cauza histerezisului, conceptul de permeabilitate magnetică, strict vorbind, nu este aplicabil. Totuși, într-un anumit interval de variație a câmpului de magnetizare (astfel încât magnetizarea reziduală să fie neglijată, dar până la saturație), este posibil, într-o aproximare mai bună sau mai proastă, să se reprezinte această dependență ca una liniară (și pt. materiale magnetic moi, limitarea de jos poate să nu fie prea semnificativă în practică), iar în acest sens se poate măsura și mărimea permeabilității magnetice pentru acestea.
Permeabilitatea magnetică a unor substanțe și materiale
Susceptibilitatea magnetică a unor substanțe
Susceptibilitatea magnetică și permeabilitatea magnetică a unor materiale
Mediu Susceptibilitate χ m
(volumetric, SI)Permeabilitatea μ [H/m] Permeabilitatea relativă μ/μ 0 Un câmp magnetic Frecvența maximă Metglas (engleză) Metglass) 1,25 1 000 000 la 0,5 T 100 kHz Nanoperm (engleză) Nanoperm) 10 × 10 -2 80 000 la 0,5 T 10 kHz mu metal 2,5 × 10 -2 20 000 la 0,002 T mu metal 50 000 Permalloy 1,0 × 10 -2 70 000 la 0,002 T Oțel electric 5,0 × 10 -3 4000 la 0,002 T Ferită (nichel-zinc) 2,0 × 10 -5 - 8,0 × 10 -4 16-640 100 kHz ~ 1 MHz [ ] Ferită (mangan-zinc) >8,0 × 10 -4 640 (și mai mult) 100 kHz ~ 1 MHz Oţel 8,75 × 10 -4 100 la 0,002 T Nichel 1,25 × 10 -4 100 - 600 la 0,002 T Magnet de neodim 1.05 până la 1,2-1,4 T Platină 1,2569701 × 10 -6 1,000265 Aluminiu 2,22 × 10 -5 1,2566650 × 10 -6 1,000022 Copac 1,00000043 Aer 1,00000037 Beton 1 Vid 0 1,2566371 × 10 -6 (μ 0) 1 Hidrogen -2,2 × 10 -9 1,2566371 × 10 -6 1,0000000 teflon 1,2567 × 10 -6 1,0000 Safir -2,1 × 10 -7 1,2566368 × 10 -6 0,99999976 Cupru -6,4×10-6
sau -9,2 × 10 -61,2566290 × 10 -6 0,999994 Câmpul magnetic al bobinei este determinat de curentul și intensitatea acestui câmp, precum și de inducția câmpului. Acestea. inducția câmpului în vid este proporțională cu mărimea curentului. Dacă un câmp magnetic este creat într-un anumit mediu sau substanță, atunci câmpul acționează asupra substanței și, la rândul său, modifică câmpul magnetic într-un anumit mod.
O substanță dintr-un câmp magnetic extern devine magnetizată și un câmp magnetic intern suplimentar apare în ea. Este asociat cu mișcarea electronilor de-a lungul orbitelor intraatomice, precum și în jurul propriei axe. Mișcarea electronilor și a nucleelor atomilor pot fi considerate curenți circulari elementari.
Proprietăți magnetice curent circular elementar se caracterizează printr-un moment magnetic.
În absența unui câmp magnetic extern, curenții elementari din interiorul substanței sunt orientați aleatoriu (haotic) și, prin urmare, momentul magnetic total sau total este zero și câmpul magnetic al curenților interni elementari nu este detectat în spațiul înconjurător.
Efectul unui câmp magnetic extern asupra curenților elementari din materie este că orientarea axelor de rotație a particulelor încărcate se modifică astfel încât momentele lor magnetice se dovedesc a fi direcționate într-o singură direcție. (spre câmpul magnetic extern). Intensitatea și natura magnetizării în diferite substanțe din același câmp magnetic extern diferă semnificativ. Valoarea care caracterizează proprietățile mediului și influența mediului asupra densității câmpului magnetic se numește absolută. permeabilitatea magnetică sau permeabilitatea magnetică a mediului (μ Cu ) . Aceasta este relația = . Măsurat [ μ Cu ]=H/m.
Permeabilitatea magnetică absolută a vidului se numește constantă magnetică μ O \u003d 4π 10 -7 Gn / m.
Raportul dintre permeabilitatea magnetică absolută și constanta magnetică se numește permeabilitatea magnetică relativăμ c /μ 0 \u003d μ. Acestea. permeabilitatea magnetică relativă este o valoare care arată de câte ori permeabilitatea magnetică absolută a unui mediu este mai mare sau mai mică decât permeabilitatea absolută a vidului. μ este o mărime adimensională care variază într-o gamă largă. Această valoare este baza pentru împărțirea tuturor materialelor și mediilor în trei grupuri.
Diamagneții . Aceste substanțe au 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.
Paramagneți . Aceste substanțe au μ > 1. Acestea includ aluminiu, magneziu, staniu, platină, mangan, oxigen, aer etc. Aerul are = 1,0000031. . Aceste substanțe, precum și diamagneții, interacționează slab cu un magnet.
Pentru calculele tehnice, μ al corpurilor diamagnetice și paramagnetice se presupune că este egal cu unu.
feromagneți . Acesta este un grup special de substanțe care joacă un rol imens în inginerie electrică. Aceste substanțe au μ >> 1. Acestea includ fier, oțel, fontă, nichel, cobalt, gadoliniu și aliaje metalice. Aceste substanțe sunt puternic atrase de un magnet. Aceste substanțe au μ = 600-10 000. Pentru unele aliaje, μ atinge valori record de până la 100 000. De remarcat că μ pentru materialele feromagnetice nu este constantă și depinde de intensitatea câmpului magnetic, tipul de material și temperatură.
Valoarea mare a lui µ în feromagneți se explică prin faptul că aceștia au regiuni de magnetizare spontană (domenii), în cadrul cărora momentele magnetice elementare sunt direcționate în același mod. Când sunt adunate împreună, ele formează momentele magnetice comune ale domeniilor.
În absența unui câmp magnetic, momentele magnetice ale domeniilor sunt orientate aleatoriu, iar momentul magnetic total al corpului sau al substanței este zero. Sub acțiunea unui câmp exterior, momentele magnetice ale domeniilor sunt orientate într-o singură direcție și formează momentul magnetic total al corpului, îndreptat în aceeași direcție cu câmpul magnetic extern.
Acest caracteristică importantă folosit în practică, folosind miezuri feromagnetice în bobine, ceea ce face posibilă creșterea bruscă a inducției magnetice și a fluxului magnetic la aceleași valori ale curenților și ale numărului de spire, sau, cu alte cuvinte, concentrarea câmpului magnetic într-un volum relativ mic.
