|
|
1. Условия возникновения тока. Эдс источника тока. Напряжение. Условия
23. Природа ферромагнетизма. Домены. Кривая намагничивания. Зависимость магнитной восприимчивости от температуры. Точка Кюри. По магнитным свойствам все материалы разделяют на две группы: ферромагнитные (железо, кобальт, никель и их сплавы и др.) и неферромагнитные материалы (все материалы, за исключением ферромагнитных). Особенностью неферромагнитных материалов является то, что зависимость между магнитной индукцией В и напряженностью магнитного поля Н в них является линейной. Их абсолютная магнитная проницаемость есть величина постоянная и практически равна магнитной постоянной  .  (7.1) Материалы, магнитная проницаемость которых достигает больших значений и зависит от внешнего магнитного поля и предшествующего состояния, называют ферромагнитными. Свойства ферромагнитных материалов принято характеризовать зависимостью магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н. Если перемагничивать образец в периодическом магнитном поле, то кривая  имеет вид петли, называемой петлей гистерезиса (рис. 7.1). Участок 0а является кривой намагничивания, поскольку поле возникает при нулевом значении индукции. Точки б и д соответствуют остаточной индукции  , а напряженность в точках в и е называют задерживающей, или коэрцитивной, силой  .  Рис. 7.1 В зависимости от магнитной проницаемости ферромагнитные материалы разделяют на две группы: 1) магнитомягкие с большой магнитной проницаемостью и с малой коэрцитивной силой  . К ним относят электротехнические стали, пермаллой и ферриты; 2) магнитотвердые с малой магнитной проницаемостью, большой коэрцитивной силой  и большой остаточной индукцией  Тл. Магнитотвердые материалы применяют для изготовления постоянных магнитов. К ним относятся углеродистые, вольфрамовые, хромистые и кобальтовые сплавы. Ферромагнитные материалы играют важную роль в электротехнике, так как дают возможность при относительно небольших напряженностях получать сильные магнитные поля и конструировать электромагнитные устройства, обладающие заданными характеристиками. Ферромагнитные магнитопроводы используют во всех электрических машинах, трансформаторах, электромагнитах, реле и др. Домен — область в ферромагнитном кристалле, в которой существует самопроизвольная намагниченность.
Магнитной точкой Кюри называют температуру такого фазового перехода, при котором исчезает спонтанная намагниченность доменов ферромагнетиков, и ферромагнетик переходит в парамагнитное состояние. При сравнительно низких температурах тепловое движение атомов, которое неизбежно приводит к некоторым нарушениям упорядоченного расположения магнитных моментов, незначительно. При увеличении температуры его роль возрастает и, наконец, при некоторой температуре (Тс) тепловое движение атомов способно разрушить упорядоченное расположение магнитных моментов, и ферромагнетик превращается в парамагнетик. Вблизи точки Кюри наблюдается ряд особенностей в изменении и немагнитных свойств ферромагнетиков (удельного сопротивления, удельной теплоемкости, температурного коэффициента линейного расширения).
Величина Тс зависит от прочности связи магнитных моментов друг с другом, в случае прочной связи достигает: для чистого железа Тс= 768оС, для кобальта Тс=1131оС, превышает 1000оС для железо-кобальтовых сплавов. Для многих веществ Тсневелика (для никеля Тс=358оС). По величине Тсможно оценить энергию связи магнитных моментов друг с другом. Для разрушения упорядоченного расположения магнитных моментов необходима энергия теплового движения, намного превосходящая как энергию взаимодействия диполей, так и потенциальную энергию магнитного диполя в поле.
При температуре Кюри магнитная проницаемость ферромагнетика становится примерно равной единице, выше точки Кюри изменение магнитной восприимчивости подчиняется закону Кюри-Вейса.
Магнитная восприимчивость — физическая величина, характеризующая связь между магнитным моментом (намагниченностью) вещества и магнитным полем в этом веществе.
Магнитная восприимчивость определяется отношением намагниченности единицы объёма вещества к напряженности намагниченного поля. По своему смыслу восприимчивость является величиной безразмерной.
X=J/H, где J — намагниченность вещества под действием магнитного поля, H — напряженность магнитного поля.
Иногда бывает полезно также ввести понятие удельной магнитной восприимчивости, равной восприимчивости единицы массы вещества.
Магнитная восприимчивость большинства веществ обычно зависит от температуры вещества. У парамагнетиков магнитная восприимчивость уменьшается с температурой, подчиняясь закону Кюри-Вейса. У ферромагнетиков магнитная восприимчивость с ростом температуры увеличивается, достигая резкого максимума вблизи точки Кюри.
Магнитная восприимчивость антиферромагнетиков увеличивается с ростом температуры до точки Неля, а затем падает по закону Кюри — Вейса.
|
|
|
Скачать 0.97 Mb.