
- •3. Магнитостатика
- •3.1. Постоянное магнитное поле в вакууме лекции 8-9. Постоянное магнитное поле в вакууме
- •3.1.1. Опыты Ампера и Эрстеда
- •3.1.2. Магнитное поле токов. Вектор магнитной индукции . Силовые линии магнитного поля
- •3.1.3. Закон Био-Савара-Лапласа. Расчет индукции магнитных полей, создаваемых различными токами
- •3.1.3.1. Закон Био-Савара-Лапласа
- •3.1.3.2. Расчет индукции магнитных полей, создаваемых различными токами
- •Б) Поле бесконечно длинного проводника с током (рис.155)
- •В) Магнитное поле в центре кругового тока
- •Сила Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном и электрическом поле
- •Сила Ампера
- •3.1.4.2. Сила Лоренца
- •3.1.4.3. Движение заряженных частиц в магнитном и электрическом полях
- •3.1.5. Эффект Холла. Циклотрон. Магнетрон
- •3.1.5.1. Эффект Холла
- •3.1.5.2. Циклотрон
- •Магнетрон
- •3.1.6. Магнитный поток . Работа проводника с током в однородном магнитном поле
- •3.1.6.1. Магнитный поток
- •3.1.6.2. Работа проводника с током в однородном магнитном поле
- •3.1.7. Циркуляция вектора магнитной индукции (Закон полного тока). Поле тороида
- •3.1.7.1. Циркуляция вектора магнитной индукции
- •3.1.7.2. Поле тороида
- •3.1.8. Магнитный момент тока. Контур с током в магнитном поле
- •3.1.8.1. Магнитный момент тока
- •Контур с током в магнитном поле
- •Магнитное поле в веществе
- •3.2.1. Намагничивание вещества. Элементарная теория Ампера намагничивания вещества. Намагниченность магнетика
- •3.2.2. Напряженность магнитного поля. Циркуляция вектора (закон полного тока). Магнитная проницаемость
- •3.2.3. Граничные условия на границе двух магнетиков
- •3.2.4. Магнитное поле разомкнутой магнитной цепи
- •3.2.5. Расчет индукции магнитного поля в веществе. Поле бесконечно длинного проводника с током
- •3.14. Виды магнетиков и их свойства
- •3.14.1. Диамагнетики
- •3.14.2. Парамагнетики
- •3.14.3. Ферромагнетитки
- •3.15. Элементарная теория диа- и парамагнетизма
- •3.15.1. Теория диамагнетизма
- •3.15.2. Теория парамагнетизма
- •3.16. Гиромагнитное соотношение. Опыты Эйнштейна-де-Гааза и Барнетта
- •3.16.1. Гиромагнитное соотношение
- •3.16.2. Опыты Барнетта и Эйнштейна-де-Гааза
- •3.16.2.1. Опыты Барнетта
- •3.16.2.2. Опыт Эйнштейна-де-Гааза
- •3.17. Элементарная теория ферромагнетизма
- •3.18. Кривая намагничивания ферромагнетиков
- •3.2.11. Полная потеря энергии при перемагничивании ферромагнетика
- •3.2.12. Применение магнитных материалов
- •3.2.12.1. Применение магнитотвердых материалов
- •3.2.12.2. Применение магнитомягких материалов
- •4. Электромагнитные явления
- •Опыты Фарадея. Явления электромагнитной индукции
- •Закон электромагнитной индукции (з.Фарадея-Максвелла). Правила Ленца
- •4.2.1. Закон электромагнитной индукции
- •4.2.2. Правило Ленца
- •Вывод закона электромагнитной индукции (Фарадея-Максвелла)
- •Явление самоиндукции. Индуктивность
- •4.5. Токи при замыкании и размыкании электрической цепи
- •Взаимная индукция
- •4.7. Токи Фуко (вихревые) и их применение
- •4.8. Энергия магнитного поля. Энергия перемагничивания ферромагнетика
- •4.8.1.Энергия магнитного поля
- •Энергия при перемагничивании ферромагнетика
- •4.9. Вихревое электрическое поле. Первое уравнение Максвелла
- •4.10. Токи смещения. Второе уравнение Максвелла
- •4.11. Полная система уравнений Максвелла в интегральной форме
Магнитное поле в веществе
ЛЕКЦИИ 10-11. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ
1. Намагничивание вещества. Элементарная теория Ампера намагничивания вещества. Вектор намагниченности.
2. Напряженность
Н
магнитного поля. Циркуляция вектора
(закон
полного тока). Магнитная проницаемость.
3. Граничные условия на границе раздела двух магнетиков. Уравнения магнетостатики для вещества.
4. Поле разомкнутой магнитной цепи.
5. Поле в веществе.
6. Виды магнетиков и их свойства.
7. Элементарная теория диа- и парамагнетизма.
8. Гиромагнитное соотношение. Опыты Эйнштейна-де-Гааза, Барнетта.
9. Элементарная теория ферромагнетизма. Обменное взаимодействие.
10. Кривая намагничивания ферромагнетиков.
11. Применение ферромагнетиков.
12. Полная энергия потери при перемагничивании ферромагнетиков.
3.2.1. Намагничивание вещества. Элементарная теория Ампера намагничивания вещества. Намагниченность магнетика
До сих пор мы
рассматривали магнитное поле, создаваемое
проводником c
током в вакууме. Если проводники с током
находятся не в вакууме, а в среде
(вещества), то магнитное поле в ней
изменяется. Это связано с тем, что всякое
вещество под действием магнитного поля
намагничивается, т.е. приобретает
магнитные моменты. Намагниченное
вещество создает свое магнитное поле
,
которое накладывается с полем, создаваемым
проводником с током
.
Тогда результирующее поле равно
.
(490)
|
Рис. 201 |
Для объяснения намагничивания вещества Ампер предположил, что во всех веществах существуют молекулярные токи, замыкающие в пределах атомов и молекул (рис.201).
Каждый атом или
молекула обладает магнитным моментом
,
где
-
молекулярный ток,
-
площадь, охватываемая молекулярным
током и создает в окружающем пространстве
магнитное поле
.
В отсутствие внешнего магнитного поля
магнитные моменты атомов или молекул
из-за действия тепловой энергии
ориентируются беспорядочно
|
|
Рис.202 |
Рис.203 |
(рис.202) и суммарные
магнитные моменты всех атомов равны
нулю, т.е.
.
Вследствие этого результирующее магнитное поле, созданное молекулярными токами равно нулю. Поэтому вещество ненамагничено.
Под действием
внешнего магнитного поля
магнитные моменты атомов ориентируются
вдоль поля за счет энергии взаимодействия
магнитного момента атома с внешним
полем
.
В результате суммарные моменты атомов
неравны нулю, т.е.
и вещество намагничено. Вследствие
этого оно создает свое магнитное поле
,
которое накладывается на внешнее
(рис.203).
Количественной характеристикой намагничивания вещества является намагниченность, которая равна векторной сумме магнитных моментов атомов, деленной на объем вещества, т.е.
.
(491)
Единица измерения
намагниченности
.
Намагниченность магнетика зависит от многих факторов. В частности от типа магнетиков (диамагнетик, парамагнетик, ферромагнетик), температуры, напряженности магнитного поля и т.д.