38. Ферромагнетики

Твердые вещества, которые могут обладать спонтанной намагниченностью, т.е. быть намагниченными уже при отсутствии внешнего поля (железо, никель, кобальт и их сплавы)

При определенных условиях в кристаллах могут возникать «обменные силы», которые заставляют магнитные моменты молекул устанавливаться параллельно друг другу. В результате возникают области размер которых от 1 до 10 мкм спонтанной самопроизвольной намагниченности, которую называют доменами. В пределах каждого домна, ферромагнетик намагничивается до насыщения.

(Дописать из тетр.)

Основная кривая намагничивания

Характерная особенность нелинейная зависимость намагниченности из вектора, кривая намагничивания.

(из тетради)

39. Магнитный гистерезис

петля гистерезиса – график зависимости намагниченности вещества от напряженности магнитного поля Н.

Допустим, что кольцевой магнитопровод из ферромагнитного материала не намагничен

и тока в витках катушки нет, т.е. B=0 и H=0 (начало координат на рис.

4). При постепенном увеличении намагничивающего тока, т.е. МДС (

магнито-движущая сила), а следовательно, и напряженности поля от нуля до

некоторого наибольшего значения

магнитная индукция увеличивается по кривой начального намагничивания (Оа)

и достигает соответствующего максимального значения B_a. Если затем ток и напряженность поля уменьшаются, то и магнитная индукция уменьшается, при соответствующих значениях напряженности магнитная индукция несколько больше, чем при увеличении напряженности. Кривая изменения магнитной индукции (участок aб на рис. 4) располагается выше кривой начального намагничивания. При нулевых значениях тока и напряженности поля магнитная индукция имеет некоторое значение B_r, называемое остаточной индукцией (отрезок Об на рис. 4).

Таким образом, магнитная индукция в ферромагнитном материале зависит не только от напряженности поля, но и от предшествующего состояния ферромагнетика. Это явление называется гистерезисом. Оно обусловлено как бы внутренним трением, возникающим при изменении ориентации магнитных моментов доменов.

При изменении направления намагничивающего тока, а, следовательно, и направления напряженности поля и постепенном увеличении тока обратного направления напряженность поля достигает значения H_c, называемого

коэрцитивной силой (отрезок Ов), при котором магнитная индукция B=0. При дальнейшем увеличении тока и напряженности поля магнитопровод намагничивается в противоположном направлении и при напряженности поля H

_г = -H_a магнитная индукция достигнет значения B

_г = -B_a.

Затем при уменьшении тока и напряженности поля до нуля магнитная индукция B_д становится равной -B_б. Наконец, при следующем изменении направления тока и напряженности поля и увеличения ее до прежнего значения Н_а магнитная индукция увеличится также до прежнего значения B_a.

Рассмотренный цикл перемагничивания ферромагнетика по кривой абвгдеа называется гистерезисным циклом (петлей гистерезиса).

Такая симметричная замкнутая петля гистерезиса (рис. 4) получается в действительности только после нескольких перемагничиваний с увеличением тока до значения I_a. При первых циклах перемагничивания петля несимметричная и незамкнутая. Наибольшая замкнутая петля, которая может быть получена для данного ферромагнитного материала, называется предельной

(рис. 5).

40. Применение закона полного тока для расчета магнитного поля тороида и соленоида.

Тороид – кольцевая катушка, витки которой равномерно намотаны на сердечник имеющий форму тора.

Т.е. тороид эквивалентен системе одинаковых круговых токов, центры которых лежат на окружности проходящих через центр тороида.

(из тетр)

41. Явление самоиндукции

42.Взаимная индукция

43.Токи при размыкании и замыкании цепи

44.Энергия магнитного поля

Магнитное поле солиноида

45. Токи смещения

Согласно Максвеллу, если всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, то должно существовать и обратное явление: всякое изменение электрического поля должно вызывать появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля. Для установления количественных соотношений между изменяющимся электрическим полем и вызываемым им магнитным полем Максвелл ввел в рассмотрение так называемый ток смещения.

, т.е. ток смещения пропорционален скорости изменения вектора электрического смещения  . Поэтому он и получил такое название – ток смещения.

Плотность тока смещения

j_см=ε₀ dE/dt