48. Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Диа- и парамагнетизм. Магнитные материалы и их использование в современных технологиях.

Ампер предложил гипотезу, согласно которой во всех веществах протекают микроскопические или молекулярные токи, эти токи замкнуты. Под действием внешних полей происходит переориентация плоскостей молекулярных токов, этому препятствует тепловое движение и взаимодействие молекул. В результате устанавливается динамическое равновесие, при котором магнитные моменты молекулярных токов ориентированы по направлению поля.

Парамагнетизм

П одобно поляризации полярных диэлектриков, в отсутствии внешнего магнитного поля атомы расположены хаотически.

Диамагнетизм

Диамагнетики (ртуть, висмут, марганец) во внешнем магнитном поле намагничиваются против поля . Явление парамагнетизма связано с тем, что у электрона в атоме, движущегося по орбите, во внешнем магнитном поле ось вращения будет поворачиваться вокруг линий индукции м.п., это явление называется прецессией Лармора. Прецессионное движение эквивалентно току, м.п. которого направлено противоположно внешнему полю.

Магнитные материалы

К магнитным материалам с точки зрения техники относят вещества, обладающие определенными магнитными свойствами и используемые в современной технологии. Магнитными материалами могут быть различные сплавы, химические соединения, жидкости.

В основном магнитные материалы относятся к группе ферромагнетиков и делятся на две большие группы — Магнитотвёрдые материалы и Магнитомягкие материалы. В то же время в связи с успехом в науках изучающих магнетизм и с развитием большой исследовательской работы в области изучения магнитных материалов, появились новые большие группы магнитных материалов: магнитострикционные материалы, магнитооптические материалы, термомагнитные материалы.

Использование Акустические системы, реле и бесконтактные датчики; Электромашины, магнитные сепараторы, холодильники; Магнитные элементы кодовых замков и охранной сигнализации; Тахогенераторы, датчики положения, электроизмерительные приборы; Медицина (магнитотерапия, магнитные матрасы).

49. Ферромагнетики и их свойства. Магнитный гистерезис. Применение ферромагнетизма. Ферриты.

Свойства ферромагнетиков

1. Магнитная восприимчивость ферромагнетиков положительна и значительно больше единицы.

2. При не слишком высоких температурах ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий.

3. Для ферромагнетиков характерно явление гистерезиса

Магнитный гистерезис — явление зависимости вектора намагничивания и вектора напряженности магнитного поля в веществе не только от приложенного внешнего поля, но и от предыстории данного образца. Магнитный гистерезис обычно проявляется в ферромагнетиках — Fe, Co, Ni и сплавах на их основе. Именно магнитным гистерезисом объясняется существование постоянных магнитов.

Ферриты (оксиферы) — химические соединения оксида железа Fe2O3 с оксидами других металлов, обладающие особыми магнитными (ферримагнетики) свойствами, сочетающие высокую намагниченность и полупроводниковые или диэлектрические свойства, благодаря чему они получили широкое применение как магнитные материалы в радиотехнике, радиоэлектронике, вычислительной технике.

ПРИМЕНЕНИЯ ФЕРРОМАГНЕТИЗМА

Ферромагнетики делятся на две большие группы. К первой относятся магнитомягкие материалы, у которых площадь петли гистерезиса мала (следовательно, малы Вос и Нк). К таким ферромагнетикам относят химически чистое железо, электротехническая сталь, пермаллой (сплав железа и никеля) и т.д. Эти вещества почти полностью теряют намагниченность после удаления их из внешнего магнитного поля. Магнитомягкие материалы используют в трансформаторах, генераторах переменного тока, электродвигателях.

У магнитожестких материалов площадь петли гистерезиса велика (следовательно, велики Вос и Нк). Эти материалы в значительной степени сохраняют свою намагниченность и после вынесения их за пределы внешнего магнитного поля.

К таким ферромагнетикам относятся углеродистая и хромистая сталь, а также некоторые сплавы. Магнитожесткие материалы используют для изготовления постоянных магнитов.

Большое применение в радиотехнике имеют ферриты – вещества, являющиеся химическими соединениями оксида железа с оксидами других металлов. Ферриты обладают одновременно свойствами и ферромагнетиков, и полупроводников. Их используют для изготовления сердечников катушек индуктивности, внутренних антенн малогабаритных приемников и т.д.