Магнитные свойства материалов
реклама
Магнитные свойства материалов • 1820 г. Гипотеза Ампера. Магнитные свойства материала связаны с существованием круговых молекулярных токов • Токи, созданные зарядами, которые движутся в молекулах-атомах • При отсутствии внешнего поля суммарное внутреннее поле равно нулю. • При наличии внешнего поля ориентация магнитных моментов токов направлена в сторону внешнего поля. Суммарное внутреннее поле равно • Магнитная индукция в веществе • Процесс ориентации магнитных моментов внутри вещества называется намагничиванием • Описывается вектором намагничивания • Магнитная восприимчивость Диамагнетики • отрицательная и равна 10-6. • Инертные газы, металлы (Zn, Cu, Al) и неметаллы (P, Si) • Суммарный магнитный момент равен 0 • При отсутствии внешнего поля они немагнитны • Если поле есть, то каждый атом приобретает магнитный момент, который направлен навстречу полю • Прецессия Лармора. Прецессия электронных орбит во внешнем магнитном поле Прецессия • Воздействие внешнего магнитного поля на движение электронов в атоме сводится к тому, магнитные моменты электронов начинают прецессировать вокруг осей, параллельных направлению внешнего магнитного поля Парамагнетики • положительная, равна 10-3..... 10-5, зависит от температуры • Соли железа, никеля и кобальта. Pt, Pd • Определяются с помощью орбитальных магнитных моментов электронов. При наличии внешнего поля магнитные моменты поворачиваются в сторону поля • Слабомагнитные вещества. В отсутствии внешнего поля намагничиванию мешает тепловое движение • Закономерность Кюри: восприимчивость парамагнетиков обратнопропорционально температуре Константа Кюри Магнитный момент атома Число атомов в единице объёма Ферромагнетики • доходит до несколько тысяч. • Fe, Co, Ni, Gd, Tb, Dy, Ho, Er • Зависимость намагничивания от напряжённости внешнего поля определяют опытным путём • Если поместить ферромагнетик в переменное магнитное поле, то функция B = f(H) выражается графически: гистерезис или кривая намагничиваемости • Величины, характеризующие магнитные материалы • Твёрдые материалы с большей • Площадь кривой пропорцианальна выделяемому теплу при перемагничивании метериала (потери гистерезиса). В энергоустановках переменного тока (электрические машины, трансформаторы) используют мягкие материалы • Температура Кюри. Ферромагнетики превращаются в парамагнетики. Железо: 1043 К • Электромагнитные колебания. Волны. Колебательный контур. Затухающие колебания Электромагнитные колебания • Периодическое изменение электрических и магнитных величин • Сила тока, напряжение, электрический заряд, энергия магнитного и электрического полей, магнитный поток, напряжённость поля итд • Обычно колебания с большой частотой (килои мегагерцы) (колебательный контур) • Маленькая частота: просто переменный ток (50 Гц) Колебательный контур • Электрическая цепь из катушки, конденсатора и активного сопротивления (последовательно) • Предположим, что активное сопротивление очень маленькое. Рассмотрим контур из конденсатора и катушки Затухающие колебания Благодаря наличию активного сопротивления График затухающих колебаний Период колебаний. Формула Томсона
