Магнитное поле. Источники, свойства магнитного поля. Силовые линии и графическое изображение магнитного поля. Правило буравчика.
Магнитное поле – это форма существования материи, которая существует независимо от нас и нашего о нем представления.
Источники магнитного поля:
Постоянные магниты (земля, железо, кобальт) и проводник с током.
Свойства магнитного поля:
Силовое действие на движущийся заряд и неподвижный проводник с током.
Намагничивание веществ.
Возбуждение ЭДС в проводнике, перемещающемся в магнитном поле.
Графически магнитное поле изображается с помощью силовых линий. Силовые линии – это линии, в каждой точке которой вектор магнитной индукции направлен по касательной. Они замкнуты, не пересекаются и не прерываются.
Направление силовой линии определяется по правилу буравчика.
Правило буравчика:
Если поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление движения ручки буравчика покажет направление силовой линии.
Параметры магнитного поля и их взаимосвязь.
Магнитная индукция (вектор магнитной индукции) – это физ. величина, характеризующая силу, действующую на проводник с током со стороны магнитного поля.
B=
[Тл] – Тесла
Магнитный поток – характеризует величину магнитного поля, пронизывающую определенную площадь (т.е. сколько силовых линий пронизывают данную площадь).
Ф=BSCosα [Вб] - Вебер
Напряженность магнитного поля – это силовая характеристика магнитного поля, не зависящая от свойств среды.
H=
[A\m]
Магнитные свойства вещества. Диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные материалы.
По магнитным свойствам вещества делятся на:
Диамагнетики (кварц, серебро, медь).
µ < 1; Намагничиваются против внешнего магнитного поля незначительно уменьшая и ослабляя его.
Парамагнетики (воздух, алюминий).
µ > 1; Намагничиваются по внешнему магнитному полю незначительно усиливая его.
Ферромагнетики (железо, кобальт, никель).
µ >>> 1 (намного больше 1); Намагничиваются по внешнему полю, усиливают во много раз.
Намагничивание ферромагнетиков. Петля Гистерезиса.
В ферромагнитных веществах процесс намагничивания гораздо сложнее. Рост намагниченности здесь протекает неравномерно и очень бурно. Насыщение достигается уже в сравнительно небольших магнитных полях. Есть такие ферромагнитные материалы, которые намагничиваются до насыщения в ничтожно слабых полях, например, в земном магнитном поле. Другие ферромагнитные материалы требуют для своего насыщения более сильных магнитных полей, но эти поля всегда неизмеримо меньше, чем поля, требующиеся для намагничивания парамагнитных веществ. Лёгкость, с которой достигается магнитное насыщение в ферромагнетиках, нетрудно объяснить: это связано с тем, что отдельные участки ферромагнетика уже намагничены до насыщения. Роль внешнего поля состоит только в том, чтобы ориентировать магнитные моменты всех областей самопроизвольной намагниченности по полю.
Петля гистерезиса - кривая, изображающая ход зависимости намагничивания от напряженности внешнего поля. Чем больше площадь петли, тем большую работу на перемагничивание надо затратить.