139) Поясніть склад, властивості і застосування термомагнітних сплавів і сплавів з постійною магнітною проникністю

Термомагнітні сплави, феромагнітні сплави, що мають різко виражену температурну залежність намагніченості в заданому магнітному полі. Ця властивість виявляється в певному інтервалі температур поблизу Кюрі точок, значення яких в Т. с. знаходяться між 0 і 200 °С. Відомі 3 основних групи Т. с.: мідно-нікелеві (30—40% Cu), залізо-нікелеві (30% Ni) і залізо-нікелеві (30—38% Ni), леговані Cr (до 14%), Al (до 1,5%), Mn (до 2%). Типові представники цих груп: кальмаллої, термаллоHYPERLINK "http://vseslova.com.ua/word/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B9-106456u"ї,компенсатори. Мідно-нікелеві сплави можуть застосовуватися в області температур від -50 до 80 °С; їх недолік — низькі значення намагніченості. Залізо-нікелеві сплави призначені для роботи від 20 до 80 °С; при негативних температурах в цих сплавах можлива зміна кристалографічної структури, що супроводиться підвищенням крапки Кюрі і зниження температурного коефіцієнта намагніченості. Найбільшого поширення набули леговані залізо-нікелеві сплави. Залежно від складу вони можуть застосовуватися у вузькій (від -20 до 35 °С) або широкій (від -60 до 170 °С) температурних областях. На базі легованих залізо-нікелевих сплавів створені багатошарові термомагнітні матеріали, кращі, що мають магнітні характеристики, чим сплави. Основна сфера застосування Т. с. — термокомпенсатори і терморегулятори магнітного потоку у вимірювальних приладах (гальванометрів, лічильників електроенергії, спідометрів і т. п.), що виконуються у вигляді шунтів, що відгалужують на себе частину потоку постійного магніта. Принцип дії такого шунта заснований на тому, що з підвищенням температури різко зменшується його намагніченість, унаслідок чого збільшується потік в зазорі магніта. Завдяки цьому компенсується погрішність приладу, пов'язана з температурними змінами індукції магніта, електричного опору вимірювальної обмотки, жорсткості протидіючих пружин. Т. с. застосовуються також в реле, момент спрацьовування яких залежить від температури.

Магнітна проникність — характеристика магнітних властивостей матеріалу, в якому магнітна індукція лінійно залежить від напруженості магнітного поля. Найчастіше позначається грецькою літерою  . Термін запропонував у вересні 1885 року Олівер Хевісайд.

В системі СHYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%86"І магнітна проникність є безрозмірною величиною. В порожнечі магнітна проникність має значення   - магнітна константа або "магнітна проникність вільного простору", і має точне (визначене)^[1] значення

 Н·A^-2.

Пояснення

В електромагнетизмі, аксіальне магнітне поле H відображає ситуацію, як магнітне поле (індукція) B впливає на організацію (впорядкування) магнітних диполів в конкретному даному середовищі, включаючи міграцію диполів та їх переорієнтацію. Їх взаємозв'язок здійснюється через магнітну проникність:

де магнітна проникність   є скаляр у випадку ізотропного середовища, або тензор другого рангу для анізотропного лінійного середовища.

В загальному випадку магнітна проникність не є постійна. Її величина може змінюватися від точки до точки в конкретному середовищі. Вона також може залежати від частоти прикладеного поля, вологості, температури, а також інших параметрів. Вферомагнетиках та нелінійній оптиці, магнітна проникність може залежати від напруженості магнітного поля. Магнітна проникність, як функція частоти, може приймати і дійсні, і комплексні значення величини. В феромагнитних матеріалах відношення між B та H характеризується і нелінійним характером, і гістерезисом: B не є однозначна функція від H^[2], проте залежить також і від історії середовища (матеріалу), тобто від тих магнітних полів, які існували в середовищі в минулому.

Аксіальне магнітне поле H має розмірність струм на одиницю довжини, і вимірюється в ампер на метр (А/м). Добуток   має розмірність індуктивності помноженої на струм на одиницю площі. Проте індуктивність є магнітний потік на одиницю струму, і тому добуток має розмірність магнітний потік на одиницю площі. Таким чином, магнітне поле B, яке вимірюється у веберах (вольт-секунда) на квадратний-метр (В•с/м²), або теслах (T).

B визначає силу Лоренца, яка діє на рухомий заряд q. В системі СІ сила Лоренца записується:

.

Розмірність заряду qв системі СІ - в кулонах (К), швидкості v - в м/с, так що сила F вимірюється в ньютонах (Н):

 = К (м/с)(Вс/м²) = (К/м)(Дж/К) = Дж/м = Н

H визначається густиною магнітного диполя в середовищі. Дипольний магнітний момент можна уявити собі як замкнене кільце струму, хоча таке уявлення тільки приблизне (в квановій механіці магнітний дипольний момент визначається також спіном, що не зводиться до механічного руху частинок). Дипольний момент має розмірність струму помноженого на площу, величина- ампер на квадратний метр (А•м²), а величина рівна струму в кільці, помноженому на площу кільця. ^[3]. Напруженість магнітного поля зменшується з віддалю від магнітного диполя обернено пропорційно кубу віддалі. ^[4], що має розмірність струму на одиницю довжини.

Відносна магнітна проникність

В системі СHYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%86"І вводиться також відносна магнітна проникність, інколи позначається символом  , є відношення проникності певного середовища до проникності вільного простору (магнітної константи  )

В термінах відносної магнітної проникності магнітна сприйнятливість можна записати у вигляді:

де   - безрозмірна величина, іноді йменується об'ємометрична або підкладочна сприйнятність, щоб відрізнити її від   - магнітомасової або специфічної сприйнятності. Тоді   буде молярною або молярномасовою сприйнятністю.

В системі СГС, яка не використовує  , потреби у індексі r немає, тому він часто опускається.