Контрольні запитання

1. Що називають індуктором?

2. Дати означення магнітного потоку та вкажіть його розмірність.

3. Яку фізичну величину називають потокозчепленням?

4. Сформулювати основний закон електромагнітної індукції.

5. Пояснити фізичну суть правила Ленца.

6. Який прилад називають ґальванометром?

7. Як працює балістичний ґальванометр та якій фізичній величині пропорційне максимальне відхилення його покажчика?

8. Що називають меридіанною площиною?

9. Записати формулу для обчислення кута магнітного нахилення.

10. Вкажіть робочу формулу для обчислення вертикальної та горизонтальної складових індукції магнітного поля Землі.

Лабораторна робота №33 визначення точки кюрі феромагнетика

МЕТА РОБОТИ:	засвоїти закон Кюрі-Вейсса та поняття взаємної індукції.
ОБЛАДНАННЯ:	пристрій для визначення точки Кюрі, мілівольтметр, міліамперметр, автотрансформатор (ЛАТР), з’єднувальні провідники.

Теоретичні відомості

1. Феромагнетизм.

Феромагнетизм – магнітовпорядкований стан макроскопічних об’ємів речовини (феромагнетика), в яких магнітні моменти атомів (йонів) паралельні та однаково орієнтовані. Крім феромагнітного, феромагнетик може перебувати і в парамегнітному стані. Зміни стану феромагнетика відбуваються в результаті фазового переходу другого роду. Типовими феромагнетиками є перехідні метали (залізо, нікель, кобальт), а також їхні сплави. При низьких температурах у феромагнітному стані можуть перебувати також деякі рідкісноземельні метали (гадоліній, тербій, диспрозій, гольмій, ербій, тулій).

Магнітні моменти атомів взаємодіють між собою. Сили взаємодії прагнуть установити магнітні моменти сусідніх атомів паралельно один до одного, а теплова взаємодія розорієнтовує їх. Якщо сили орієнтації переважають над тепловою взаємодією, виникає спонтанна намагніченість.

Із магнітним полем пов’язана певна енергія. Виходячи з принципу мінімуму потенціальної енергії можна допустити, що речовині енергетично вигідно розбитись на невеликі (об’ємом до 10^-3 мм³) області – домени, – намагнічені до насичення, але орієнтовані в різних напрямах. У підсумку результуюче поле всієї речовини може бути відсутнім.

Характерною особливістю феромагнетиків у феромагнітному стані є складна нелінійна і неоднозначна залежність між індукцією та напруженістю магнітного поля – так звана петля гістерезису (див. рис. 1). Продовжуючи записувати залежність індукції від напруженості у вигляді, як для парамагнетика:

, (1)

чітко усвідомлюємо, що магнітна проникність (чи магнітна сприйнятливість ) є складною неоднозначною функцією напруженості .

Поряд із великою магнітною проникністю ( 1000 – 100000) та петлею гістерезису, третьою особливістю феромагнетика є наявність температури (температури Кюрі), при переході через яку відбувається фазовий перехід другого роду – із феромагнітного в парамагнітний стан. Наприклад, температура Кюрі для нікелю дорівнює 637 К, для заліза – 1042 К, для кобальту – 1394 К, для гадолінію – 292 К. Поблизу точки Кюрі (при ) магнітна сприйнятливість підпорядковується закону Кюрі-Вейсса:

. (2)

Тут – стала, що залежить від роду речовини. Вище температури Кюрі сили теплової взаємодії виявляються сильнішими від сил орієнтації магнітних моментів усередині доменів; останні розпадаються, і речовина переходить у парамагнітний стан.