A mágnesezés anyagok
ü A tanulmány a mágneses anyagok tulajdonságainak és kísérleti vizsgálata ferromágneseket.
A mágnesezés anyagok. mágnesezettség vektor.
Minden anyagokra, ha a mágneses mező egy vagy másik úton mágnesezve, azaz hozzon létre saját mágneses mezőt. Anyagokat lehet mágnesezhető, az úgynevezett mágnes. A mágnesezettség az anyag megléte miatt a molekuláris áramok zárva. Ha a mágneses anyag mágnesezett, az azt jelenti, hogy a molekuláris áramok benne vannak orientálva oly módon, hogy van egy nem zéró mágneses pillanatban. ___ mágneses nyomaték egységnyi térfogatú anyag nevezzük a mágnesezési vektor. A mágnesezettség vektor társított mágneses térerősség arány ___. ahol - a mágneses szuszceptibilitás az anyag. A gyakorlatban, gyakran használják a másik jellemzője az anyag, a mágneses permeabilitás m, amely kapcsolatban van a kapcsolatban m = +1.
Jellegének tisztázására molekuláris áramok. Minden anyagot áll atomok és molekulák. Atom egy pozitív töltésű atommag és az elektronok folyamatos mozgásban. Ahhoz, hogy magyarázza a mágneses tulajdonságok jó közelítéssel abból lehet kiindulni, hogy az elektronok mozogni az atommag egyes pályán keringenek. Következésképpen, a mozgás minden egyes elektron lehet tekinteni, mint egy rendezett mozgását töltéshordozók, azaz mint egy zárt villamos áram (molekuláris áram). Az áramerősség I ebben az esetben egyenlő lesz. ahol a dq - a töltés átjut a keresztmetszete az idő dt, e - a töltés egy elektron; J - gyakoriságát annak kezelése.
A mágneses hatás körkörös áram határozza meg a mágneses nyomatékát. ahol S - a kontúr terület; - a készülék vektor merőleges a kontúr társított aktuális irányát a szabály a jobb oldali csavart (1. ábra). A jelenlegi iránya ellentétes a mozgás irányának az elektron. A mágneses momentuma. köszönhető, hogy a mozgás az elektron a pályáján. úgynevezett orbitális mágneses momentuma az elektron. Ő egység. ahol S - területe a pályára; r - a sugár.
Mivel az elektron van egy bizonyos m tömegű, ennek eredményeként a forgás a pályára akkor szögnyomatékkal. amely az úgynevezett orbitális impulzusmomentum az elektron. Ennek nagyságát (modulus) határozza meg a kapcsolat. Itt - lineáris sebességének az elektron a pályán; W - a szögsebességgel. A irányvektor társított jobbkezes csavar szabály elektron forgási irányban, azaz, vektorok, és kölcsönösen ellentétes (1. ábra).
G kapcsolat orbitális mágneses momentuma az elektron annak orbitális mechanikai pillanatban nevezzük giromágneses aránya. Számítás azt mutatja, hogy a g = e / 2m. A mínusz jel jelzi, az ellenkező irányba vektorok.
Orbital mágneses momentuma az atom (molekula) a vektor összege a mágneses pillanatok az elektron orbitális belépő bele összetételét. Különböző anyagok abban a pillanatban lehet akár nulla, vagy eltér nullától. A orbitális impulzusmomentum az atom (molekula) egyenlő a vektoriális összege mechanikai pillanatok orbitális alkotó elektronok:
Atom mágneses térben.
Nyilvánvaló, hogy a precessziós vezet egy további elektron körüli elforgatás irányát a külső mágneses mező, vagyis egy további indukált áram DI (2), az irányba, amely határozza meg Lenz szabályt. (Indukált áram mindig irányul, hogy megakadályozza, mert az ő hívó). Különösen abban az esetben, a 2. ábrán látható, annak érdekében, hogy meggátolja a külső mágneses tér, a forgási irányt a végén a vektor (és ezért további elektron mozgása) kell lennie, szemben a fő mozgását az elektron. Azzal a további indukált áram mágneses momentuma kapcsolódó D. amelynek iránya ellentétes. Larmor precesszió miatt induktív jellegű látható minden egyes kérdésben.
Így, a felvételét a mágneses mező vezet a precesszió a elektron kering, de nem a irányváltás.
Vannak különböző mechanizmusok mágnesezési ügyet. Egyikük egyetemes és formájában jelenik meg a diamágnesség. Diamágnesség nevezett jelenség előfordulásának mágneses anyag mágnesezési vektor, amelynek iránya ellentétes irányban a külső mágnesező tér. A tiszta formájában, ez a jelenség figyelhető meg az anyagokat, a teljes mágneses pillanatok az atomok (molekulák) nulla. Ezeket az anyagokat nevezzük diamágneses. Amikor egy diamágneses anyag külső mágneses tér keletkezik Larmor precesszió és úgy tűnik, nem nulla indukált pillanat # 8710; . ellentétes irányú a területen, hogy hozza létre.
Hőmozgás igyekszik „dobja” a mágneses momentum, de változtatni az irányt a külső mágneses mező, és ezáltal # 8710; . nem lehet. Következésképpen, diamágneses mágnesezettség nem függ a hőmérséklettől. A mágneses érzékenységét diamágneses anyagok alacsony és negatív.
Azáltal paramágnes anyagok teljes mágneses pillanatában atomok (molekulák), amelyek nullától eltérő. Hiányában egy külső mágneses mező, a mágneses momentumát az atomok véletlenszerűen vannak elrendezve. A felvétel egy mágneses mező vezet ebben az esetben a precesszió pályára. Továbbá, a belső mágneses momentuma az atomok (molekulák) kezdenek navigálni egy külső mágneses mező. Ez a jelenség felülkerekedik diamágnesség. Ütközések a környező molekulákkal eredményeként a termikus mozgást ebben az esetben akadályozza az ideális összehangolás. Ennek eredményeként egy bizonyos egyensúly jön létre orientációját mágneses pillanatok uralkodó irányában a külső mágneses mező.
A mágneses szuszceptibilitás paramágneses anyagok kis- és pozitív. Ahogy a hőmérséklet emelkedik, ahogy az várható volt, ez csökken.
A ferromágneses anyagokat tartalmaznak kristályos anyagok, amelyek képesek megtartani mágnesezettség hiányában egy külső mágneses mező. A relatív mágneses permeabilitása ferromágneses anyagok több száz ezer egység.
Kísérleti tanulmány tulajdonságainak ferromágneseket indult a XIX A.G.Stoletovym. vizsgálatok kimutatták, hogy a függőség a mágnesezettség a ferromagnet ___ intenzitása H a külső mágneses mező formájában a 3. ábrán látható. Amikor a mágnesezettség intenzitása eléri a maximális, és ezt követően nem változott. Ezt a jelenséget nevezték Stoletov mágneses telítettség.
A mágneses indukció az anyagban egyenlő a vektoriális összege a külső és a belső indukciós területen, azaz a . Mivel, amint a számításokkal. ahol - a mágneses állandó, ez azt jelenti, hogy a forma a függőség a B H ferromágneses különböznie kell a görbe __ = f (H). Elérése után a mágneses telítési kell jegyezni az indukciós a további növekedés miatt intenzitásának növekedését H a külső mágneses mező, amely megerősíti a kísérletben (4. ábra).
A mágneses indukció az anyagot tovább lehet kifejezni a kapcsolatban. Mivel a függőség B H ferromágneses nemlineáris, akkor a relatív permeabilitás függ a N (5. ábra.). A kezdeti érték határozza meg a lejtőn a érintő a görbe B = f (H) a H = 0 (4.ábra.). A maximális értéke a mágneses permeabilitás ad a szög tangense (4.ábra.). A további növekedés a feszültség esik, és nagy n általában egységét. Sőt, erős területeken a második tag a kifejezés lehet elhanyagolni. Aztán kapunk. mivel a vágott. ebből következik, hogy hajlamos az egyik (5. ábra).
A megkülönböztető jegye a ferromágneses hiszterézis. A görbe a 6. ábrán az eredménye a kutatás indukció B ferromágneses anyagokat különböző nagyságát és irányát egy külső mágneses mezőt. Az ilyen kutatások divatos tartani, ha tesz egy ferromagnet a tekercs áramát. Tegyük fel, hogy kezdetben a mag nem mágnesezett, akkor a függőség a B H növekvő H görbe 01A tükrözi. Hagyja, hogy a pont megfelel a feszültséget. ahol a mágneses telítettséget el nem érünk. Ha most elkezdi csökkenteni az intenzitást a külső tér, majd, amint azt a kísérletben, indukciós változik AB0 görbét. fekvő valamivel magasabb, vagyis indukció késő van kapcsolatban a térerősség H. Abban az időben, amikor a feszültség lenne nullával egyenlő, az indukciós értéket veszi B0. amely az úgynevezett reziduális indukció. Ferromagnet ebben az állapotban egy állandó mágnes. Lemágnesezni ez, fogja változtatni az irányt a jelenlegi a tekercs, és így a intenzitását és irányát a külső mágneses tér. Feszültségek NC. amelyben a ferromágneses teljesen demagnetizált hívják kényszerítő erő. A további növekedés a térerősség telítési állapot ismét ezen a területen elért (C pont). Csökkentve a térerő, majd megváltoztatja irányát, akkor menj vissza az A. pontban A fenti görbe az úgynevezett maximális hiszterézishurok. Ha a maximális értéket N telítettség nem érik el, a görbe az úgynevezett privát ciklusban (például 1-2-3-4-1 görbe, 6. ábra). Van egy végtelen számú részleges ciklusban.
Ferromágneseket, melynek kényszerítő zsír nagy, azaz, loop széles, merev hívást. Mert lemágnesezése ferromagnet-kullancsok szükség van egy erős területen. Ezért anyaguk állandó mágnesek. Ferromágneses keskeny hurkot, azaz a alacsony koercitivitás úgynevezett puha. Ezeket használják, ahol szükség végrehajtását az-stvlyat gyakori megfordítása, például a transzformátorok. Tekintettel a kétértelmű függően H (6. ábra) a koncepció, relatív mágneses permeabilitása csak akkor alkalmazható az alapgörbéhez B H (rio.4 és O1A része a 6. ábrán).