Магнитная проницаемость вещества

Один и тот же контур с током создаёт в пространстве, заполненным веществом и в вакууме магнитные поля различной интенсивности.

Поле в вакууме можно охарактеризовать вектором Н, который получил название напряжённости магнитного поля. Величины индукции В и напряжённости Н в вакууме связаны соотношением:

                                    

где: - магнитная индукция в вакууме (Тл)

     - магнитная постоянная (Гн\м) 

      - напряжённость магнитного поля в вакууме (А/м)

Отношение магнитной индукции к напряжённости магнитного поля называется абсолютной магнитной проницаемостью:

                              

В большинстве случаев указывается не абсолютная проницаемость, а относительная магнитная проницаемость – безразмерный коэффициент, показывающий, во сколько раз абсолютная магнитная проницаемость вещества больше магнитной постоянной:

                            

где: - магнитная индукция в веществе и в вакууме (Тл)

     - абсолютная магнитная проницаемость (Гн/м)

     - магнитная постоянная (Гн\м)  

 

Магнитные свойства веществ

В зависимости от поведения веществ во внешних магнитных полях, они подразделяются на:

· парамагнитные вещества – под действием внешнего магнитного поля создают собственное магнитное поле, направленное согласно по отношению к внешнему и усиливающее его (алюминий, воздух). У парамагнитных тел относительная магнитная проницаемость немного больше единицы (), но при расчётах принимается равной единице.

· Диамагнитные вещества – в которых при внешнем намагничивании возникает собственное магнитное поле, направленное встречно по отношению к внешнему и ослабляющее его (медь, вода, кварц). У диамагнитных веществ относительная магнитная проницаемость немного меньше единицы (), но при расчётах принимается равной единице.

· Ферромагнитные вещества – способны намагничиваться во внешнем магнитном поле и значительно усиливать его, их магнитная проницаемость велика и непостоянна (Железо, кобальт, никель).Для ферромагнитных веществ относительная магнитная проницаемость намного больше единицы ().

Ферромагнитные материалы подразделяются на магнитомягкие и магнитотвёрдые. Магнитомягкие материалы легко намагничиваются и размагничиваются, применяются в магнитопроводах трансформаторов. Магнитотвёрдые материалы обладают значительным остаточным магнетизмом, применяются для изготовления постоянных магнитов.

Явление гистерезиса

Гистерезис– явление, связанное с остаточным намагничиванием.

Графическое выражение зависимости В от Н называется кривой намагничивания, её вид определяется магнитными свойствами материала. Её нижняя ветвь соответствует ненасыщенному состоянию, а перегиб – переходу в насыщенное состояние.

 Из-за гистерезиса при уменьшении намагничивающего тока и создаваемой им напряженности Н магнитная индукция убывает не по кривой первоначального намагничивания, исходящей из начала координат, а по кривой, лежащей несколько выше. Чтобы полностью размагнитить ферромагнетик, необходимо возбудить размагничивающее внешнее поле, напряженность которого должна достигнуть значения Нс, называемого коэрцитивной силой.

При дальнейшем усилении поля обратного направления в ферромагнетике возникнет индукция обратного направления. Таким путем может быть получена замкнутая кривая, называемая петлей гистерезиса. Её площадь пропорциональна затрате энергии на один цикл перемагничивания единицы объёма ферромагнитного материала.

Магнитомягкие материалы работают в условиях циклического перемагничивания и имеют узкую петлю гистерезиса (график 1).

Магнитотвёрдые материалы применяются для изготовления постоянных магнитов и имеют большую коэрцитивную силу, остаточную индукцию, широкую петлю гистерезиса (график 2).

 

Согласны ли вы с утверждениями:

1. Один и тот же контур с током создаёт в пространстве, заполненным веществом и в вакууме магнитные поля одинаковой интенсивности.

2. Произведение магнитной индукции и напряжённости магнитного поля называется абсолютной магнитной проницаемостью.

3. Относительная магнитная проницаемость – безразмерный коэффициент, показывающий, во сколько раз абсолютная магнитная проницаемость вещества больше магнитной постоянной.

4. Диамагнитные вещества под действием внешнего магнитного поля создают собственное магнитное поле, направленное согласно по отношению к внешнему и усиливающее его.

5. У парамагнитных тел относительная магнитная проницаемость немного больше единицы (), но при расчётах принимается равной единице.

6. Магнитотвёрдые материалы легко намагничиваются и размагничиваются, применяются в магнитопроводах трансформаторов.

7. Графическое выражение зависимости В от Н называется кривой намагничивания, её вид определяется магнитными свойствами материала.

8. Коэрцитивная сила – это значение напряжённости размагничивающего внешнего поля, необходимое, чтобы полностью размагнитить ферромагнетик.

9.  Площадь петли гистерезиса пропорциональна затрате энергии на один цикл перемагничивания единицы объёма    ферромагнитного материала.

10. Магнитомягкие материалы работают в условиях циклического перемагничивания и имеют широкую петлю гистерезиса.