Magneți permanenți. Câmp magnetic al magneților permanenți. Câmpuri magnetice constante

Un câmp magnetic- acesta este mediul material prin care are loc interacțiunea între conductori cu sarcini curente sau în mișcare.

Proprietățile câmpului magnetic:

Caracteristicile câmpului magnetic:

Pentru a studia câmpul magnetic, se folosește un circuit de testare cu curent. Este de dimensiuni mici, iar curentul din el este mult mai mic decât curentul din conductorul care creează câmpul magnetic. Pe părțile opuse ale circuitului purtător de curent, acționează forțe din câmpul magnetic care sunt egale ca mărime, dar direcționate în direcții opuse, deoarece direcția forței depinde de direcția curentului. Punctele de aplicare a acestor forțe nu se află pe aceeași linie dreaptă. Astfel de forțe sunt numite câteva forțe. Ca urmare a acțiunii unei perechi de forțe, circuitul nu se poate mișca translațional; se rotește în jurul axei sale. Acţiunea de rotaţie este caracterizată cuplu.

, Unde l–valorifică câteva forțe(distanța dintre punctele de aplicare a forțelor).

Pe măsură ce curentul din circuitul de testare sau zona circuitului crește, cuplul perechii de forțe va crește proporțional. Raportul dintre momentul maxim de forță care acționează asupra circuitului cu curent și mărimea curentului din circuit și aria circuitului este o valoare constantă pentru un punct dat din câmp. Se numeste inducție magnetică.

, Unde
-moment magnetic circuit cu curent.

Unitate inducție magnetică - Tesla [T].

Momentul magnetic al circuitului– mărime vectorială, a cărei direcție depinde de direcția curentului din circuit și este determinată de regula șurubului drept: strângeți mâna dreaptă într-un pumn, îndreptați patru degete în direcția curentului din circuit, apoi deget mare va indica direcția vectorului moment magnetic. Vectorul momentului magnetic este întotdeauna perpendicular pe planul conturului.

In spate direcția vectorului de inducție magnetică se ia directia vectorului momentului magnetic al circuitului, orientat in camp magnetic.

Linie de inducție magnetică– o dreaptă a cărei tangentă în fiecare punct coincide cu direcția vectorului de inducție magnetică. Liniile de inducție magnetică sunt întotdeauna închise și nu se intersectează niciodată. Liniile de inducție magnetică ale unui conductor drept cu curent au forma unor cercuri situate într-un plan perpendicular pe conductor. Direcția liniilor de inducție magnetică este determinată de regula șurubului din dreapta. Linii de inducție magnetică de curent circular(turnările cu curent) au și formă de cercuri. Fiecare element bobină are lungimea
poate fi imaginat ca un conductor drept care își creează propriul câmp magnetic. Pentru câmpurile magnetice se aplică principiul suprapunerii (adăugarea independentă). Vectorul total de inducție magnetică a curentului circular este determinat ca rezultat al adunării acestor câmpuri în centrul spirei conform regulii șurubului din dreapta.

Dacă mărimea și direcția vectorului de inducție magnetică sunt aceleași în fiecare punct al spațiului, atunci câmpul magnetic se numește omogen. Dacă mărimea și direcția vectorului de inducție magnetică în fiecare punct nu se modifică în timp, atunci un astfel de câmp se numește permanent.

Magnitudinea inducție magneticăîn orice punct al câmpului este direct proporțională cu puterea curentului în conductorul care creează câmpul, invers proporțional cu distanța de la conductor până la un punct dat din câmp, depinde de proprietățile mediului și de forma conductorului care creează campul.

, Unde
ON 2 ; Gn/m – constanta magnetică a vidului,

-permeabilitatea relativă magnetică a mediului,

-permeabilitatea magnetică absolută a mediului.

În funcție de valoarea permeabilității magnetice, toate substanțele sunt împărțite în trei clase:

Pe măsură ce permeabilitatea absolută a mediului crește, crește și inducția magnetică într-un anumit punct al câmpului. Raportul dintre inducția magnetică și permeabilitatea magnetică absolută a mediului este o valoare constantă pentru un punct poli dat, e se numește tensiune.

.

Vectorii tensiunii și inducția magnetică coincid în direcție. Intensitatea câmpului magnetic nu depinde de proprietățile mediului.

Putere amperi– forţa cu care acţionează câmpul magnetic asupra unui conductor purtător de curent.

Unde l- lungimea conductorului, - unghiul dintre vectorul de inducție magnetică și direcția curentului.

Direcția forței Ampere este determinată de regula mana stanga: mâna stângă poziționat astfel încât componenta vectorului de inducție magnetică, perpendicular pe conductor, să intre în palmă, patru degete întinse sunt direcționate de-a lungul curentului, apoi degetul mare îndoit cu 90 0 va indica direcția forței Ampere.

Rezultatul forței Ampere este mișcarea conductorului într-o direcție dată.

E dacă = 90 0 , atunci F=max, dacă = 0 0 , atunci F = 0.

forța Lorentz– forța câmpului magnetic asupra unei sarcini în mișcare.

, unde q este sarcina, v este viteza mișcării sale, - unghiul dintre vectorii de tensiune si viteza.

Forța Lorentz este întotdeauna perpendiculară pe vectorii de inducție și viteză magnetică. Direcția este determinată de regula mana stanga(degetele urmăresc mișcarea sarcinii pozitive). Dacă direcția vitezei particulei este perpendiculară pe liniile de inducție magnetică ale unui câmp magnetic uniform, atunci particula se mișcă într-un cerc fără a-și modifica energia cinetică.

Deoarece direcția forței Lorentz depinde de semnul sarcinii, este folosită pentru a separa sarcinile.

Flux magnetic– o valoare egală cu numărul de linii de inducție magnetică care trec prin orice zonă situată perpendicular pe liniile de inducție magnetică.

, Unde - unghiul dintre inductia magnetica si normala (perpendiculara) pe zona S.

Unitate– Weber [Wb].

Metode de măsurare a fluxului magnetic:

Schimbarea orientării site-ului într-un câmp magnetic (schimbarea unghiului)

Schimbarea ariei unui circuit plasat într-un câmp magnetic

Modificarea intensității curentului creând un câmp magnetic

Modificarea distanței circuitului față de sursa câmpului magnetic

Modificări ale proprietăților magnetice ale mediului.

F Araday s-a înregistrat electricitateîntr-un circuit care nu conține o sursă, dar este situat lângă un alt circuit care conține o sursă. Mai mult, curentul din primul circuit a apărut în următoarele cazuri: cu orice modificare a curentului în circuitul A, cu deplasarea relativă a circuitelor, cu introducerea unei tije de fier în circuitul A, cu deplasarea relativă a unui magnet permanent. la circuitul B. Mișcarea dirijată a sarcinilor libere (curent) are loc numai în câmp electric. Aceasta înseamnă că un câmp magnetic în schimbare generează un câmp electric, care pune în mișcare sarcinile libere ale conductorului. Acest câmp electric se numește induse sau vârtej.

Diferențele dintre un câmp electric vortex și unul electrostatic:

Sursa câmpului vortex este un câmp magnetic în schimbare.

Liniile de intensitate a câmpului vortex sunt închise.

Munca efectuată de acest câmp pentru a muta o sarcină de-a lungul unui circuit închis nu este zero.

Caracteristica energetică a unui câmp de vortex nu este potențialul, dar emf indus– o valoare egală cu munca forțelor externe (forțe de origine neelectrostatică) pentru a deplasa o unitate de sarcină de-a lungul unui circuit închis.

.Măsurată în Volți[ÎN].

Un câmp electric vortex apare la orice modificare a câmpului magnetic, indiferent dacă există sau nu un circuit închis conducător. Circuitul permite doar detectarea câmpului electric vortex.

Inductie electromagnetica- aceasta este apariția FEM indusă într-un circuit închis cu orice modificare a fluxului magnetic prin suprafața sa.

FEM indusă într-un circuit închis generează un curent indus.

.

Direcția curentului de inducție determinat de regula lui Lenz: curentul indus este în așa direcție încât câmpul magnetic creat de acesta contracarează orice modificare a fluxului magnetic care a generat acest curent.

Legea lui Faraday pentru inducția electromagnetică: FEM indusă într-o buclă închisă este direct proporțională cu viteza de schimbare a fluxului magnetic prin suprafața delimitată de buclă.

T ok fuko– curenți turbionari de inducție care apar în conductoare mari plasate într-un câmp magnetic în schimbare. Rezistența unui astfel de conductor este scăzută, deoarece are o secțiune transversală mare S, astfel încât curenții Foucault pot fi mari ca valoare, în urma cărora conductorul se încălzește.

Auto-inducție- aceasta este apariția emf indusă într-un conductor atunci când puterea curentului din acesta se modifică.

Un conductor care transportă curent creează un câmp magnetic. Inducția magnetică depinde de puterea curentului, deci de propria sa flux magnetic depinde si de puterea curentului.

, unde L este coeficientul de proporționalitate, inductanţă.

Unitate inductanță – Henry [H].

Inductanţă conductorul depinde de mărimea, forma și permeabilitatea magnetică a mediului.

Inductanţă crește odată cu creșterea lungimii conductorului, inductanța unei spire este mai mare decât inductanța unui conductor drept de aceeași lungime, inductanța unei bobine (un conductor cu un număr mare de spire) este mai mare decât inductanța unei spire. , inductanța unei bobine crește dacă se introduce o tijă de fier în ea.

Legea lui Faraday pentru auto-inducere:
.

EMF autoindusă este direct proporțională cu viteza de schimbare a curentului.

EMF autoindusă generează un curent de autoinducție, care împiedică întotdeauna orice modificare a curentului din circuit, adică dacă curentul crește, curentul de autoinducție este direcționat în sens opus; când curentul din circuit scade, curentul de inducție este direcționat în aceeași direcție. Cu cât este mai mare inductanța bobinei, cu atât este mai mare fem-ul auto-inductiv care apare în ea.

Energia câmpului magnetic este egal cu munca pe care o face curentul pentru a depăși fem-ul auto-indus în timpul în care curentul crește de la zero la valoarea maximă.

.

Vibrații electromagnetice– acestea sunt schimbări periodice de sarcină, puterea curentului și toate caracteristicile câmpurilor electrice și magnetice.

Sistem oscilator electric(circuit oscilant) este format dintr-un condensator și un inductor.

Condiții pentru apariția oscilațiilor:

Sistemul trebuie scos din echilibru; pentru a face acest lucru, încărcați condensatorul. Energia câmpului electric al unui condensator încărcat:

.

Sistemul trebuie să revină la o stare de echilibru. Sub influența unui câmp electric, sarcina se transferă de la o placă a condensatorului la alta, adică apare un curent electric în circuit, care curge prin bobină. Pe măsură ce curentul crește în inductor, apare o fem de auto-inducție; curentul de auto-inducție este direcționat în direcția opusă. Când curentul din bobină scade, curentul de autoinducție este direcționat în aceeași direcție. Astfel, curentul de autoinducție tinde să readucă sistemul la o stare de echilibru.

Rezistența electrică a circuitului ar trebui să fie scăzută.

Circuit oscilator ideal nu are rezistență. Vibrațiile din el sunt numite gratuit.

Pentru orice circuit electric, legea lui Ohm este îndeplinită, conform căreia emf care acționează în circuit este egală cu suma tensiunilor din toate secțiunile circuitului. Nu există nicio sursă de curent în circuitul oscilator, dar în inductor apare o FEM auto-inductivă, care este egală cu tensiunea pe condensator.

Concluzie: sarcina condensatorului se modifică conform unei legi armonice.

Tensiunea condensatorului:
.

Puterea curentului în circuit:
.

Magnitudinea
- amplitudinea curentului.

Diferența față de taxa pe
.

Perioada de oscilații libere în circuit:

Energia câmpului electric al unui condensator:

Energia câmpului magnetic al bobinei:

Energiile câmpurilor electrice și magnetice variază după o lege armonică, dar fazele oscilațiilor lor sunt diferite: când energia câmpului electric este maximă, energia câmpului magnetic este zero.

Energia totală a sistemului oscilator:
.

ÎN contur ideal energia totală nu se modifică.

În timpul procesului de oscilație, energia câmpului electric este complet convertită în energia câmpului magnetic și invers. Aceasta înseamnă că energia în orice moment în timp este egală fie cu energia maximă a câmpului electric, fie cu energia maximă a câmpului magnetic.

Circuit oscilator real conţine rezistenţă. Vibrațiile din el sunt numite decolorare.

Legea lui Ohm va lua forma:

Cu condiția ca amortizarea să fie mică (pătratul frecvenței naturale a oscilațiilor este mult mai mare decât pătratul coeficientului de amortizare), decrementul logaritmic de amortizare este:

Cu amortizare puternică (pătratul frecvenței naturale a oscilației este mai mic decât pătratul coeficientului de oscilație):

Această ecuație descrie procesul de descărcare a unui condensator într-un rezistor. În absența inductanței, oscilațiile nu vor apărea. Conform acestei legi, se modifică și tensiunea de pe plăcile condensatorului.

Energie totalăîntr-un circuit real scade, deoarece căldura este eliberată în rezistența R în timpul trecerii curentului.

Proces de tranziție– un proces care are loc în circuitele electrice în timpul trecerii de la un mod de funcționare la altul. Estimată după timp ( ), timp în care parametrul care caracterizează procesul de tranziție se va modifica de e ori.

Pentru circuit cu condensator și rezistor:
.

Teoria lui Maxwell a câmpului electromagnetic:

1 pozitie:

Orice câmp electric alternativ generează un câmp magnetic vortex. Un câmp electric alternativ a fost numit curent de deplasare de către Maxwell, deoarece, ca un curent obișnuit, provoacă un câmp magnetic.

Pentru a detecta curentul de deplasare, luați în considerare trecerea curentului printr-un sistem în care este conectat un condensator cu un dielectric.

densitatea curentului de polarizare:
. Densitatea de curent este direcționată în direcția schimbării tensiunii.

Prima ecuație a lui Maxwell:
- câmpul magnetic vortex este generat atât de curenți de conducere (sarcini electrice în mișcare), cât și de curenți de deplasare (câmp electric alternativ E).

2 poziție:

Orice câmp magnetic alternativ generează un câmp electric vortex - legea de bază a inducției electromagnetice.

A doua ecuație a lui Maxwell:
- conectează viteza de schimbare a fluxului magnetic prin orice suprafață și circulația vectorului intensității câmpului electric care apare în același timp.

Orice conductor care transportă curent creează un câmp magnetic în spațiu. Dacă curentul este constant (nu se modifică în timp), atunci și câmpul magnetic asociat acestuia este constant. Un curent în schimbare creează un câmp magnetic în schimbare. Există un câmp electric în interiorul unui conductor care transportă curent. Prin urmare, un câmp electric în schimbare creează un câmp magnetic în schimbare.

Câmpul magnetic este vortex, deoarece liniile de inducție magnetică sunt întotdeauna închise. Mărimea intensității câmpului magnetic H este proporțională cu viteza de modificare a intensității câmpului electric . Direcția vectorului intensității câmpului magnetic asociate cu modificări ale intensității câmpului electric regula șurubului drept: strângeți mâna dreaptă într-un pumn, îndreptați degetul mare în direcția schimbării intensității câmpului electric, apoi cele 4 degete îndoite vor indica direcția liniilor de intensitate a câmpului magnetic.

Orice câmp magnetic în schimbare creează un câmp electric vortex, ale căror linii de tensiune sunt închise și situate într-un plan perpendicular pe intensitatea câmpului magnetic.

Mărimea intensității E a câmpului electric vortex depinde de viteza de modificare a câmpului magnetic . Direcția vectorului E este legată de direcția schimbării câmpului magnetic H prin regula șurubului stâng: strângeți mâna stângă într-un pumn, îndreptați degetul mare în direcția schimbării câmpului magnetic, patru degete îndoite vor indica direcția liniilor de intensitate ale câmpului electric vortex.

Setul de câmpuri electrice și magnetice vortex interconectate reprezintă câmp electromagnetic. Câmpul electromagnetic nu rămâne în punctul de origine, ci se propagă în spațiu sub forma unei unde electromagnetice transversale.

Undă electromagnetică– aceasta este propagarea în spațiu a câmpurilor electrice și magnetice vortex legate între ele.

Condiție pentru apariția unei unde electromagnetice– mișcarea sarcinii cu accelerație.

Ecuația undelor electromagnetice:

- frecvenţa ciclică a oscilaţiilor electromagnetice

t – timpul de la începutul oscilațiilor

l – distanța de la sursa undei până la un punct dat din spațiu

- viteza de propagare a undelor

Timpul necesar unui val pentru a călători de la sursă la un punct dat.

Vectorii E și H dintr-o undă electromagnetică sunt perpendiculari între ei și pe viteza de propagare a undei.

Sursa undelor electromagnetice– conductoare prin care circulă curenți alternativi rapid (macroemițători), precum și atomi și molecule excitate (microemițători). Cu cât frecvența de oscilație este mai mare, cu atât mai bune sunt emise unde electromagnetice în spațiu.

Proprietățile undelor electromagnetice:

Toate undele electromagnetice sunt transversal

Într-un mediu omogen, unde electromagnetice se propagă cu viteză constantă, care depinde de proprietățile mediului:

- constanta dielectrică relativă a mediului

- constanta dielectrica a vidului,
F/m, CI2/nm2

- permeabilitatea magnetică relativă a mediului

- constanta magnetica a vidului,
ON 2 ; Gn/m

Undele electromagnetice reflectat de obstacole, absorbit, împrăștiat, refractat, polarizat, difractat, interferat.

Densitatea energiei volumetricecâmp electromagnetic constă din densitățile volumetrice de energie ale câmpurilor electrice și magnetice:

Densitatea fluxului de energie a valurilor - intensitatea undei:

-Vector Umov-Poynting.

Toate undele electromagnetice sunt dispuse într-o serie de frecvențe sau lungimi de undă (
). Acest rând este scara undelor electromagnetice.

Vibrații de joasă frecvență. 0 – 10 4 Hz. Obținut de la generatoare. Radiază slab

Unde radio. 10 4 – 10 13 Hz. Ele sunt emise de conductoare solide care transportă curenți alternativi rapid.

Radiatii infrarosii– unde emise de toate corpurile la temperaturi peste 0 K, datorate proceselor intra-atomice și intra-moleculare.

Lumina vizibila– valuri care acționează asupra ochiului, provocând senzație vizuală. 380-760 nm

Radiația ultravioletă. 10 – 380 nm. Lumina vizibilă și UV apar atunci când mișcarea electronilor din învelișurile exterioare ale unui atom se modifică.

radiații cu raze X. 80 – 10 -5 nm. Apare atunci când mișcarea electronilor se modifică cochilii interioare atom.

Radiația gamma. Apare în timpul dezintegrarii nucleelor ​​atomice.

Un câmp magnetic Aceasta este materia care apare în jurul surselor de curent electric, precum și în jurul magneților permanenți. În spațiu, câmpul magnetic este afișat ca o combinație de forțe care pot influența corpurile magnetizate. Această acțiune se explică prin prezența descărcărilor de antrenare la nivel molecular.

Un câmp magnetic se formează numai în jurul sarcinilor electrice care sunt în mișcare. De aceea câmpurile magnetice și electrice sunt integrale și se formează împreună câmp electromagnetic. Componentele câmpului magnetic sunt interconectate și se influențează reciproc, schimbându-și proprietățile.

Proprietățile câmpului magnetic:
1. Un câmp magnetic apare sub influența sarcinilor de antrenare a curentului electric.
2. În orice punct, câmpul magnetic este caracterizat de un vector de mărime fizică numită inducție magnetică, care este puterea caracteristică câmpului magnetic.
3. Un câmp magnetic poate afecta doar magneții, conductorii purtători de curent și sarcinile în mișcare.
4. Câmpul magnetic poate fi de tip constant sau alternativ
5. Câmpul magnetic este măsurat doar cu instrumente speciale și nu poate fi perceput de simțurile umane.
6. Câmpul magnetic este electrodinamic, deoarece este generat doar de mișcarea particulelor încărcate și afectează doar sarcinile care sunt în mișcare.
7. Particulele încărcate se deplasează pe o traiectorie perpendiculară.

Mărimea câmpului magnetic depinde de viteza de modificare a câmpului magnetic. Conform acestei caracteristici, există două tipuri de câmpuri magnetice: câmp magnetic dinamicȘi câmp magnetic gravitațional. Câmp magnetic gravitațional apare numai în apropiere particule elementareși se formează în funcție de caracteristicile structurale ale acestor particule.

Moment magnetic apare atunci când un câmp magnetic acţionează asupra unui cadru conductor. Cu alte cuvinte, momentul magnetic este un vector care se află pe linia care merge perpendicular pe cadru.

Câmpul magnetic poate fi reprezentat grafic folosind linii de forță magnetice. Aceste linii sunt trasate în așa direcție încât direcția forțelor câmpului să coincidă cu direcția liniei câmpului în sine. Liniile de forță magnetice sunt continue și închise în același timp.

Direcția câmpului magnetic este determinată cu ajutorul unui ac magnetic. Liniile de forță determină și polaritatea magnetului, capătul cu ieșirea liniilor de forță este polul nord, iar capătul cu intrarea acestor linii este polul sud.

Este foarte convenabil să evaluați vizual câmpul magnetic folosind pilitura obișnuită de fier și o bucată de hârtie.
Dacă punem o foaie de hârtie pe un magnet permanent și presărăm rumeguș deasupra, atunci particulele de fier se vor alinia în funcție de liniile câmpului magnetic.

Direcția liniilor electrice pentru un conductor este determinată convenabil de faimos regula gimlet sau regulă mana dreapta . Dacă ne înfășurăm mâna în jurul conductorului astfel încât degetul mare să indice în direcția curentului (de la minus la plus), atunci cele 4 degete rămase ne vor arăta direcția liniilor câmpului magnetic.

Iar direcția forței Lorentz este forța cu care câmpul magnetic acționează asupra unei particule sau a unui conductor încărcat cu curent, conform regula mana stanga.
Dacă ne plasăm mâna stângă într-un câmp magnetic, astfel încât 4 degete să privească în direcția curentului din conductor, iar liniile de forță intră în palmă, atunci degetul mare va indica direcția forței Lorentz, forța care acționează asupra conductorul plasat în câmpul magnetic.

Asta e tot. Asigurați-vă că puneți orice întrebări pe care le aveți în comentarii.

Ce este un magnet permanent

Un produs feromagnetic care poate reține o magnetizare reziduală semnificativă după îndepărtarea câmpului magnetic extern se numește magnet permanent. Magneții permanenți sunt fabricați din diferite metale, precum cobalt, fier, nichel, aliaje de pământuri rare (pentru magneții de neodim), precum și din minerale naturale precum magnetitele.

Domeniul de aplicare al magneților permanenți astăzi este foarte larg, dar scopul lor este în esență același peste tot - ca sursă a unui câmp magnetic constant fără alimentarea cu energie electrică. Astfel, un magnet este un corp care are propriul său corp.

Cuvântul „magnet” în sine provine din expresia greacă, care este tradusă ca „piatră din Magnezia”, după numele orașului asiatic în care s-au descoperit zăcăminte de magnetit - minereu de fier magnetic - în antichitate. Din punct de vedere fizic, magnetul elementar este electronul și proprietăți magnetice magneții sunt în general determinați de momentele magnetice ale electronilor care formează materialul magnetizat.

Caracteristicile secțiunii de demagnetizare a materialului din care este realizat magnetul permanent determină proprietățile unui anumit magnet permanent: cu cât forța de coerciție Hc este mai mare și cu cât inducția magnetică reziduală Br este mai mare, cu atât magnetul este mai puternic și mai stabil.

Forța coercitivă (tradus literal din latină - „forța de reținere”) este ceea ce este necesar pentru demagnetizarea completă a unei substanțe fero- sau ferimagnetice. Astfel, cu cât forța de coerciție are un anumit magnet, cu atât este mai rezistent la factorii demagnetizanți.

Unitatea de măsură a forței coercitive este Amperi/metru. A, după cum se știe, este o mărime vectorială, care este o forță caracteristică câmpului magnetic. Valoarea caracteristică a inducției magnetice reziduale a magneților permanenți este de aproximativ 1 Tesla.

Tipuri și proprietăți ale magneților permanenți

Ferită

Magneții de ferită, deși fragili, au o rezistență bună la coroziune, ceea ce îi face cei mai des întâlniți la un preț scăzut. Astfel de magneți sunt fabricați dintr-un aliaj de oxid de fier cu ferită de bariu sau stronțiu. Această compoziție permite materialului să-și păstreze proprietățile magnetice într-un interval larg de temperatură - de la -30°C la +270°C.

Produsele magnetice sub formă de inele de ferită, bare și potcoave sunt utilizate pe scară largă atât în ​​industrie, cât și în viața de zi cu zi, în tehnologie și electronică. Sunt utilizate în sisteme acustice, generatoare etc. În industria auto, magneții de ferită sunt utilizați în demaroare, regulatoare de geamuri, sisteme de răcire și ventilatoare.

Magneții de ferită au o forță coercitivă de aproximativ 200 kA/m și o inducție magnetică reziduală de aproximativ 0,4 Tesla. În medie, un magnet de ferită poate dura între 10 și 30 de ani.

Alnico (aluminiu-nichel-cobalt)

Magneții permanenți bazați pe un aliaj de aluminiu, nichel și cobalt se caracterizează printr-o rezistență la temperatură și o stabilitate de neegalat: își pot menține proprietățile magnetice la temperaturi de până la +550°C, deși caracteristica de coercivitate a acestora este relativ scăzută. Sub influența unui câmp magnetic relativ mic, astfel de magneți își vor pierde proprietățile magnetice originale.

Judecă singur: o forță coercitivă tipică este de aproximativ 50 kA/m cu o magnetizare reziduală de aproximativ 0,7 Tesla. Cu toate acestea, în ciuda acestei caracteristici, magneții alnico sunt indispensabili pentru unele cercetări științifice.

Conținuturile tipice ale aliajelor de alnico foarte magnetice variază de la 7 până la 10% aluminiu, 12 până la 15% nichel, 18 până la 40% cobalt și 3 până la 4% cupru.

Cu cât mai mult cobalt, cu atât este mai mare inducția de saturație și energia magnetică a aliajului. Aditivii sub formă de 2 până la 8% titan și doar 1% niobiu ajută la obținerea unei forțe coercitive mai mari - până la 145 kA/m. Adăugarea de 0,5 până la 1% siliciu asigură proprietăți magnetice izotrope.

Samariaceae

Dacă aveți nevoie de rezistență excepțională la coroziune, oxidare și temperaturi de până la +350°C, atunci un aliaj magnetic de samariu cu cobalt este ceea ce aveți nevoie.

În ceea ce privește costul, magneții de samariu-cobalt sunt mai scumpi decât magneții de neodim din cauza metalului mai rar și mai scump - cobaltul. Cu toate acestea, este indicat să le folosiți dacă este necesar să aveți dimensiuni și greutate minime ale produselor finale.

Acest lucru este cel mai potrivit în nava spatiala, aviație și tehnologia calculatoarelor, motoare electrice miniaturale și cuplaje magnetice, în dispozitive și dispozitive portabile (ceasuri, căști, telefoane mobile etc.)

Datorită rezistenței lor speciale la coroziune, magneții de samariu sunt utilizați în dezvoltări strategice și aplicații militare. Motoare electrice, generatoare, sisteme de ridicare, motociclete - un magnet puternic din aliaj de samariu-cobalt este ideal pentru medii agresive si conditii de operare dificile. Forța coercitivă este de aproximativ 700 kA/m cu o inducție magnetică reziduală de aproximativ 1 Tesla.

Neodim

Magneții de neodim sunt la mare căutare astăzi și par a fi cei mai promițători. Aliajul neodim-fier-bor face posibilă crearea de supermagneți pt domenii diverse, de la zăvoare și jucării până la mașini puternice de ridicat.

Forța coercitivă mare de ordinul a 1000 kA/m și magnetizarea reziduală de ordinul a 1,1 Tesla permit magnetului să reziste mulți ani, timp de 10 ani Magnet de neodimîși pierde doar 1% din magnetizare dacă temperatura în condiții de funcționare nu depășește +80°C (pentru unele mărci până la +200°C). Astfel, magneții de neodim au doar două dezavantaje - fragilitate și temperatură scăzută de funcționare.

Pulberea magnetică împreună cu componenta de legare formează un magnet moale, flexibil și ușor. Componentele de legare precum vinilul, cauciucul, plasticul sau acrilul fac posibilă obținerea de magneți diferite forme si dimensiuni.

Forța magnetică, desigur, este inferioară materialului magnetic pur, dar uneori astfel de soluții sunt necesare pentru a atinge anumite scopuri neobișnuite pentru magneți: în producția de produse publicitare, în fabricarea de autocolante detașabile pe mașini, precum și în fabricarea a diverselor produse de papetărie și suveniruri.

Asemenea polii magneților se resping și, spre deosebire de polii, se atrag. Interacțiunea magneților se explică prin faptul că orice magnet are un câmp magnetic și acestea campuri magnetice interacționează între ele. Care este, de exemplu, motivul magnetizării fierului?

Conform ipotezei omului de știință francez Ampere, în interiorul materiei există curenți electrici elementari (curenți Ampere), care se formează ca urmare a mișcării electronilor în jurul nucleelor ​​atomilor și în jurul propriei axe.

Când electronii se mișcă, apar câmpuri magnetice elementare. Iar dacă o bucată de fier este adusă într-un câmp magnetic extern, atunci toate câmpurile magnetice elementare din acest fier sunt orientate egal în câmpul magnetic exterior, formând propriul câmp magnetic al bucății de fier. Deci, dacă câmpul magnetic extern aplicat a fost suficient de puternic, atunci după ce îl opriți, o bucată de fier va deveni un magnet permanent.

Cunoașterea formei și magnetizării unui magnet permanent ne permite să-l înlocuim pentru calcule cu un sistem echivalent de curenți electrici de magnetizare. O astfel de înlocuire este posibilă atât la calcularea caracteristicilor câmpului magnetic, cât și la calcularea forțelor care acționează asupra magnetului din câmpul exterior. De exemplu, să calculăm forța de interacțiune dintre doi magneți permanenți.

Fie ca magneții să aibă formă de cilindri subțiri, razele lor vor fi notate cu r1 și r2, grosimile lor vor fi h1, h2, axele magneților coincid, distanța dintre magneți se va nota cu z, vom presupune că este semnificativ mai multe dimensiuni magneți.

Se explică apariția forței de interacțiune între magneți mod tradițional: Un magnet creează un câmp magnetic care afectează al doilea magnet.

Pentru a calcula forța de interacțiune, să înlocuim mental magneții cu magnetizare uniformă J1 și J2 cu curenți circulari care curg de-a lungul suprafeței laterale a cilindrilor. Vom exprima puterile acestor curenți prin magnetizarea magneților și vom lua în considerare razele acestora egal cu razele magneți.

Să descompunăm vectorul de inducție B al câmpului magnetic creat de primul magnet la locul celui de-al doilea în două componente: axială, îndreptată de-a lungul axei magnetului, și radială, perpendiculară pe acesta.

Pentru a calcula forța totală care acționează asupra inelului, este necesar să o împărțim mental în elemente mici IΔl și să însumăm forțele care acționează asupra fiecărui astfel de element.

Folosind regula stângii, este ușor de arătat că componenta axială a câmpului magnetic duce la apariția unor forțe Ampere care tind să întindă (sau să comprime) inelul - suma vectorială a acestor forțe este zero.

Prezența unei componente radiale a câmpului duce la apariția forțelor Ampere direcționate de-a lungul axei magneților, adică la atracția sau respingerea acestora. Rămâne de calculat forțele Ampere - acestea vor fi forțele de interacțiune dintre doi magneți.

Câmpul magnetic și caracteristicile acestuia

Schema cursului:

Câmpul magnetic, proprietățile și caracteristicile acestuia.

Un câmp magnetic- forma de existență a materiei care înconjoară sarcinile electrice în mișcare (conductoare purtătoare de curent, magneți permanenți).

Acest nume se datorează faptului că, după cum a descoperit fizicianul danez Hans Oersted în 1820, are un efect de orientare asupra acului magnetic. Experimentul lui Oersted: un ac magnetic a fost plasat sub un fir care transporta curent, rotindu-se pe un ac. Când curentul a fost pornit, acesta a fost instalat perpendicular pe fir; când s-a schimbat direcția curentului, acesta s-a întors în direcția opusă.

Proprietățile de bază ale câmpului magnetic:

generate de sarcini electrice în mișcare, conductori purtători de curent, magneți permanenți și un câmp electric alternativ;

acționează cu forță asupra sarcinilor electrice în mișcare, conductoarelor purtătoare de curent și corpurilor magnetizate;

un câmp magnetic alternativ generează un câmp electric alternativ.

Din experiența lui Oersted rezultă că câmpul magnetic este direcțional și trebuie să aibă o caracteristică de forță vectorială. Este desemnată și numită inducție magnetică.

Câmpul magnetic este reprezentat grafic folosind linii de câmp magnetic sau linii de inducție magnetică. Putere magnetică linii Acestea sunt liniile de-a lungul cărora pilitura de fier sau axele acelor mici magnetice sunt situate într-un câmp magnetic. În fiecare punct al unei astfel de linii vectorul este direcționat de-a lungul unei tangente.

Liniile de inducție magnetică sunt întotdeauna închise, ceea ce indică absența sarcinilor magnetice în natură și natura vortex a câmpului magnetic.

În mod convențional, ele părăsesc polul nord al magnetului și intră în sud. Densitatea liniilor este aleasă astfel încât numărul de linii pe unitatea de suprafață perpendiculară pe câmpul magnetic să fie proporțional cu mărimea inducției magnetice.

N

Solenoid magnetic cu curent

Direcția liniilor este determinată de regula corectă a șurubului. Un solenoid este o bobină cu curent, ale cărei spire sunt situate aproape una de alta, iar diametrul spirei este mult mai mic decât lungimea bobinei.

Câmpul magnetic din interiorul solenoidului este uniform. Un câmp magnetic se numește uniform dacă vectorul este constant în orice punct.

Câmpul magnetic al unui solenoid este similar cu câmpul magnetic al unui magnet de bară.

CU

Un solenoid purtător de curent este un electromagnet.

Experiența arată că pentru un câmp magnetic, ca și pentru un câmp electric, principiul suprapunerii: inducerea unui câmp magnetic creat de mai mulți curenți sau sarcini în mișcare este egală cu suma vectorială a inducției câmpurilor magnetice create de fiecare curent sau sarcină:

Vectorul este introdus într-unul din 3 moduri:

a) din legea lui Ampere;

b) prin efectul unui câmp magnetic asupra unui cadru purtător de curent;

c) din expresia pentru forța Lorentz.

A mpper a stabilit experimental că forța cu care acționează un câmp magnetic asupra unui element al unui conductor cu curent I situat într-un câmp magnetic este direct proporțională cu forța

curentul I și produsul vectorial al elementului de lungime și inducție magnetică:

- Legea lui Ampere

N
Direcția vectorului poate fi găsită după regulile generale ale produsului vectorial, din care urmează regula mâinii stângi: dacă palma mâinii stângi este poziționată astfel încât liniile magnetice de forță să intre în ea, iar cele 4 degetele întinse sunt îndreptate de-a lungul curentului, apoi degetul mare îndoit va arăta direcția forței.

Forța care acționează asupra unui fir de lungime finită poate fi găsită prin integrare pe toată lungimea.

Când I = const, B=const, F = BIlsin

Dacă  =90 0, F = BIl

Inducerea câmpului magnetic- mărime fizică vectorială, numeric egală cu forța care acționează într-un câmp magnetic uniform asupra unui conductor de unitate de lungime cu curent unitar, situat perpendicular pe liniile magnetice de forță.

1T este inducția unui câmp magnetic uniform, în care o forță de 1N acționează asupra unui conductor de 1m lungime cu un curent de 1A, situat perpendicular pe liniile de forță magnetice.

Până acum am luat în considerare macrocurenții care curg în conductori. Cu toate acestea, conform presupunerii lui Ampere, în orice corp există curenți microscopici cauzați de mișcarea electronilor în atomi. Acești curenți moleculari microscopici își creează propriul câmp magnetic și se pot roti în câmpurile macrocurenților, creând un câmp magnetic suplimentar în organism. Vectorul caracterizează câmpul magnetic rezultat creat de toți macro și microcurenți, adică la același macrocurent, vectorul în medii diferite are valori diferite.

Câmpul magnetic al macrocurenților este descris de vectorul intensității magnetice.

Pentru un mediu izotrop omogen

 0 = 410 -7 H/m - constantă magnetică,  0 = 410 -7 N/A 2,

 este permeabilitatea magnetică a mediului, arătând de câte ori se modifică câmpul magnetic al macrocurenților din cauza câmpului microcurenților din mediu.

Flux magnetic. Teorema lui Gauss pentru fluxul magnetic.

Fluxul vectorial(flux magnetic) prin amplasament dS numită mărime scalară egală cu

unde este proiecția pe direcția normalului către amplasament;

 este unghiul dintre vectorii şi.

element de suprafață direcțională,

Fluxul vectorial este o mărime algebrică,

Dacă - la iesirea de la suprafata;

Dacă - la intrarea la suprafata.

Fluxul vectorului de inducție magnetică printr-o suprafață arbitrară S este egal cu

Pentru un câmp magnetic uniform =const,

1 Wb - flux magnetic care trece printr-o suprafață plană cu o suprafață de 1 m 2 situată perpendicular pe un câmp magnetic uniform, a cărui inducție este de 1 T.

Fluxul magnetic prin suprafața S este numeric egal cu numărul de linii de câmp magnetic care traversează această suprafață.

Deoarece liniile de inducție magnetică sunt întotdeauna închise, pentru o suprafață închisă numărul de linii care intră pe suprafață (Ф 0), prin urmare, fluxul total de inducție magnetică printr-o suprafață închisă este zero.

- teorema lui Gauss: Fluxul vectorului de inducție magnetică prin orice suprafață închisă este zero.

Această teoremă este o expresie matematică a faptului că în natură nu există sarcini magnetice pe care să înceapă sau să se termine liniile de inducție magnetică.

Legea Biot-Savart-Laplace și aplicarea ei la calculul câmpurilor magnetice.

Câmpul magnetic al curenților continui de diverse forme a fost studiat în detaliu de pr. oamenii de știință Biot și Savard. Ei au descoperit că, în toate cazurile, inducția magnetică într-un punct arbitrar este proporțională cu puterea curentului și depinde de forma, dimensiunea conductorului, locația acestui punct în raport cu conductorul și de mediu.

Rezultatele acestor experimente au fost rezumate de pr. matematicianul Laplace, care a luat în considerare natura vectorială a inducției magnetice și a emis ipoteza că inducția în fiecare punct este, conform principiului suprapunerii, suma vectorială a inducțiilor câmpurilor magnetice elementare create de fiecare secțiune a acestui conductor.

Laplace a formulat o lege în 1820, care a fost numită legea Biot-Savart-Laplace: fiecare element al unui conductor purtător de curent creează un câmp magnetic, al cărui vector de inducție într-un punct arbitrar K este determinat de formula:

- Legea Biot-Savart-Laplace.

Din legea Biot-Sauvar-Laplace rezultă că direcția vectorului coincide cu direcția produsului vectorial. Aceeași direcție este dată de regula șurubului drept (gilet).

Având în vedere că,

Element conductor codirecționat cu curentul;

Vector rază care se conectează la punctul K;

Legea Biot-Savart-Laplace este de importanţă practică deoarece vă permite să găsiți într-un punct dat din spațiu inducerea câmpului magnetic al unui curent care circulă printr-un conductor de dimensiuni finite și formă arbitrară.

Pentru un curent de formă arbitrară, un astfel de calcul este o problemă matematică complexă. Totuși, dacă distribuția curentului are o anumită simetrie, atunci aplicarea principiului de suprapunere împreună cu legea Biot-Savart-Laplace face posibilă calcularea câmpurilor magnetice specifice relativ simplu.

Să ne uităm la câteva exemple.

A. Câmp magnetic al unui conductor drept care transportă curent.

pentru un conductor de lungime finită:

pentru un conductor de lungime infinită:  1 = 0,  2 = 

B. Câmp magnetic în centrul curentului circular:

=90 0 , sin=1,

Oersted a descoperit experimental în 1820 că circulația într-o buclă închisă care înconjoară un sistem de macrocurenți este proporțională cu suma algebrică a acestor curenți. Coeficientul de proporționalitate depinde de alegerea sistemului de unități și în SI este egal cu 1.

C
Circulația unui vector se numește integrală în buclă închisă.

Această formulă se numește teorema circulației sau legea curentului total:

circulația vectorului intensității câmpului magnetic de-a lungul unui circuit închis arbitrar este egală cu suma algebrică a macrocurenților (sau curentului total) acoperiți de acest circuit. a lui caracteristiciÎn spațiul care înconjoară curenții și magneții permanenți, apare o forță camp, numit magnetic. Disponibilitate magnetic câmpuri este dezvăluit...

Despre structura reală a electromagneticului câmpuriȘi a lui caracteristici propagare sub formă de unde plane.

Articol >> Fizica

DESPRE STRUCTURA REALĂ A ELECTROMAGNETICII CÂMPURIȘI A LUI CARACTERISTICI PROPAGARE SUB FORMA DE UNDE PLANE... alte componente ale unui singur câmpuri: electromagnetic camp cu componente vectoriale și, electrice camp cu componente şi magnetic camp cu componente...

Magnetic camp, circuite și inducție

Rezumat >> Fizica

... câmpuri). De bază caracteristică magnetic câmpuri este a lui forță determinată de vector magnetic inducție (vector de inducție magnetic câmpuri). În SI magnetic... având magnetic moment. Magnetic campȘi a lui Parametrii Direcția magnetic linii si...

Magnetic camp (2)

Rezumat >> Fizica

Secțiunea conductorului AB cu curent în magnetic camp perpendicular a lui magnetic linii. Când este prezentată în figură... valoarea depinde numai de magnetic câmpuriși poate servi a lui cantitativ caracteristică. Aceasta valoare este acceptata...

Magnetic materiale (2)

Rezumat >> Economie

Materiale cu care intră în contact magnetic camp, exprimat în a lui schimbare, ca si in altele... si dupa incetarea expunerii magnetic câmpuri.1. De bază caracteristici magnetic Materiale Proprietățile magnetice ale materialelor sunt caracterizate...

Subiect: Câmp magnetic

Întocmit de: Baygarashev D.M.

Verificat de: Gabdullina A.T.

Un câmp magnetic

Dacă doi conductori paraleli sunt conectați la o sursă de curent, astfel încât un curent electric să treacă prin ei, atunci, în funcție de direcția curentului în ei, conductorii fie resping, fie se atrag.

O explicație a acestui fenomen este posibilă din poziția apariției unui tip special de materie în jurul conductorilor - un câmp magnetic.

Se numesc forțele cu care interacționează conductorii purtători de curent magnetic.

Un câmp magnetic- Acest un fel special materie, a cărei caracteristică specifică este efectul asupra unei sarcini electrice în mișcare, conductoare purtătoare de curent, corpuri cu moment magnetic, cu o forță care depinde de vectorul viteză a sarcinii, direcția curentului în conductor și direcția moment magnetic al corpului.

Istoria magnetismului datează din cele mai vechi timpuri, la vechile civilizații din Asia Mică. Pe teritoriul Asiei Mici, în Magnezia, au fost găsite roci, dintre care mostre au fost atrase unele de altele. Pe baza numelui zonei, astfel de mostre au început să fie numite „magneți”. Orice bară sau magnet în formă de potcoavă are două capete numite poli; În acest loc sunt cele mai pronunțate proprietățile sale magnetice. Dacă atârnați un magnet pe o sfoară, un stâlp va îndrepta întotdeauna spre nord. Busola se bazează pe acest principiu. Polul orientat spre nord al unui magnet liber se numește polul nord al magnetului (N). Polul opus se numește polul sud (S).

Polii magnetici interacționează între ei: polii asemănători se resping, iar polii spre deosebire de poli se atrag. Similar conceptului de câmp electric care înconjoară o sarcină electrică, este introdus conceptul de câmp magnetic în jurul unui magnet.

În 1820, Oersted (1777-1851) a descoperit că un ac magnetic situat lângă un conductor electric este deviat atunci când curentul trece prin conductor, adică se creează un câmp magnetic în jurul conductorului care poartă curent. Dacă luăm un cadru cu curent, atunci câmpul magnetic extern interacționează cu câmpul magnetic al cadrului și are un efect de orientare asupra acestuia, adică există o poziție a cadrului la care câmpul magnetic extern are un efect de rotație maxim asupra acestuia. , și există o poziție când forța cuplului este zero.

Câmpul magnetic în orice punct poate fi caracterizat de vectorul B, care se numește vector de inducție magnetică sau inducție magnetică la punct.

Inducția magnetică B este vector cantitate fizica, care este puterea caracteristică a câmpului magnetic într-un punct. Este egal cu raportul dintre momentul mecanic maxim al forțelor care acționează asupra unui cadru cu curent plasat într-un câmp uniform și produsul dintre puterea curentului din cadru și aria sa:

Direcția vectorului de inducție magnetică B este considerată a fi direcția normalei pozitive la cadru, care este legată de curentul din cadru prin regula șurubului din dreapta, cu un cuplu mecanic egal cu zero.

În același mod în care au fost descrise liniile de intensitate a câmpului electric, sunt reprezentate liniile de inducție a câmpului magnetic. Linia câmpului magnetic este o linie imaginară, a cărei tangentă coincide cu direcția B într-un punct.

Direcțiile câmpului magnetic într-un punct dat pot fi definite și ca direcția care indică

polul nord al acului busolei plasat în acest punct. Se crede că liniile câmpului magnetic sunt direcționate de la polul nord spre sud.

Direcția liniilor de inducție magnetică ale câmpului magnetic creat de un curent electric care curge printr-un conductor drept este determinată de regula șurubului din dreapta. Direcția liniilor de inducție magnetică este considerată a fi sensul de rotație al capului șurubului, care ar asigura mișcarea lui de translație în direcția curentului electric (Fig. 59).

unde n01 = 4 Pi 10 -7 V s/(A m). - constanta magnetica, R - distanta, I - puterea curentului in conductor.

Spre deosebire de liniile de câmp electrostatic, care încep cu o sarcină pozitivă și se termină cu o sarcină negativă, liniile de câmp magnetic sunt întotdeauna închise. Nu a fost detectată nicio sarcină magnetică similară cu cea electrică.

Un tesla (1 T) este luat ca unitate de inducție - inducerea unui astfel de câmp magnetic uniform în care un cuplu mecanic maxim de 1 Nm acționează asupra unui cadru cu o suprafață de 1 m2, prin care un curent de 1 A curge.

Inducerea câmpului magnetic poate fi determinată și de forța care acționează asupra unui conductor purtător de curent într-un câmp magnetic.

Un conductor purtător de curent plasat într-un câmp magnetic este acționat de o forță Amperi, a cărei mărime este determinată de următoarea expresie:

unde I este puterea curentului în conductor, l - lungimea conductorului, B este mărimea vectorului de inducție magnetică și este unghiul dintre vector și direcția curentului.

Direcția forței Ampere poate fi determinată de regula mâinii stângi: așezăm palma mâinii stângi astfel încât liniile de inducție magnetică să intre în palmă, plasăm patru degete în direcția curentului în conductor, apoi degetul mare îndoit arată direcția forței Ampere.

Ținând cont că I = q 0 nSv și substituind această expresie în (3.21), obținem F = q 0 nSh/B sin A. Numărul de particule (N) dintr-un volum dat al unui conductor este N = nSl, atunci F = q 0 NvB sin A.

Să determinăm forța exercitată de câmpul magnetic asupra unei particule individuale încărcate care se mișcă într-un câmp magnetic:

Această forță se numește forța Lorentz (1853-1928). Direcția forței Lorentz poate fi determinată de regula mâinii stângi: plasăm palma mâinii stângi astfel încât liniile de inducție magnetică să intre în palmă, patru degete arată direcția de mișcare a sarcinii pozitive, cea mare degetul îndoit arată direcția forței Lorentz.

Forța de interacțiune dintre două conductoare paralele care transportă curenți I 1 și I 2 este egală cu:

Unde l - parte a unui conductor situat într-un câmp magnetic. Dacă curenții sunt în același sens, atunci conductoarele se atrag (Fig. 60), dacă sunt în sens opus, se resping. Forțele care acționează asupra fiecărui conductor sunt egale ca mărime și opuse ca direcție. Formula (3.22) este baza pentru determinarea unității de curent 1 amper (1 A).

Proprietățile magnetice ale unei substanțe sunt caracterizate printr-o mărime fizică scalară - permeabilitatea magnetică, care arată de câte ori inducerea B a câmpului magnetic într-o substanță care umple complet câmpul diferă ca mărime de inducția B 0 a câmpului magnetic în un vid:

După proprietățile lor magnetice, toate substanțele sunt împărțite în diamagnetic, paramagneticȘi feromagnetic.

Să luăm în considerare natura proprietăților magnetice ale substanțelor.

Electronii din învelișul atomilor unei substanțe se mișcă pe orbite diferite. Pentru a simplifica, considerăm aceste orbite circulare, iar fiecare electron care orbitează un nucleu atomic poate fi considerat un curent electric circular. Fiecare electron, ca un curent circular, creează un câmp magnetic, pe care îl numim orbital. În plus, un electron dintr-un atom are propriul său câmp magnetic, numit câmp de spin.

Dacă, atunci când este introdus într-un câmp magnetic extern cu inducție B 0, în interiorul substanței se creează inducția B< В 0 , то такие вещества называются диамагнитными (n< 1).

ÎN diamagneticÎn materiale, în absența unui câmp magnetic extern, câmpurile magnetice ale electronilor sunt compensate, iar atunci când sunt introduse într-un câmp magnetic, inducerea câmpului magnetic al atomului devine direcționată împotriva câmpului extern. Materialul diamagnetic este împins în afara câmpului magnetic extern.

U paramagnetic materiale, inducția magnetică a electronilor în atomi nu este complet compensată, iar atomul în ansamblu se dovedește a fi ca un mic magnet permanent. De obicei, într-o substanță, toți acești magneți mici sunt orientați aleatoriu, iar inducția magnetică totală a tuturor câmpurilor lor este zero. Dacă plasați un paramagnet într-un câmp magnetic extern, atunci toți magneții mici - atomii se vor transforma în câmpul magnetic extern ca acele busole și câmpul magnetic din substanță va crește ( n >= 1).

Feromagnetic sunt acele materiale în care n„ 1. În materialele feromagnetice se creează așa-numitele domenii, regiuni macroscopice de magnetizare spontană.

În diferite domenii, inducțiile câmpului magnetic au direcții diferite (Fig. 61) și într-un cristal mare

se compensează reciproc. Când o probă feromagnetică este introdusă într-un câmp magnetic extern, granițele domeniilor individuale se schimbă astfel încât volumul domeniilor orientate de-a lungul câmpului extern crește.

Odată cu creșterea inducției câmpului extern B 0, crește inducția magnetică a substanței magnetizate. La unele valori ale lui B 0 inducția se oprește o creștere bruscă. Acest fenomen se numește saturație magnetică.

O trăsătură caracteristică a materialelor feromagnetice este fenomenul de histerezis, care constă în dependența ambiguă a inducției în material de inducerea câmpului magnetic extern atunci când acesta se modifică.

Bucla de histerezis magnetic este o curbă închisă (cdc`d`c), exprimând dependența inducției în material de amplitudinea inducției câmpului extern cu o modificare periodică destul de lentă a acestuia din urmă (Fig. 62).

Bucla de histerezis se caracterizează prin următoarele valori: B s, Br, B c. B s - valoarea maximă a inducţiei materialului la B 0s; In r este inducția reziduală, egală cu valoarea inducției în material atunci când inducția câmpului magnetic extern scade de la B 0s la zero; -B c și B c - forță coercitivă - o valoare egală cu inducerea câmpului magnetic extern necesar pentru a schimba inducția în material de la rezidual la zero.

Pentru fiecare feromagnet există o temperatură (punctul Curie (J. Curie, 1859-1906), peste care feromagnetul își pierde proprietățile feromagnetice.

Există două moduri de a aduce un feromagnet magnetizat într-o stare demagnetizată: a) căldură deasupra punctului Curie și răcire; b) magnetizați materialul cu un câmp magnetic alternant cu o amplitudine lent descrescătoare.

Feromagneții cu inducție reziduală scăzută și forță coercitivă se numesc magnetic soft. Ei găsesc aplicație în dispozitivele în care feromagneții trebuie adesea remagnetizați (miezuri de transformatoare, generatoare etc.).

Feromagneții duri magnetic, care au o forță coercitivă mare, sunt utilizați pentru a face magneți permanenți.