- •СОДЕРЖАНИЕ
- •1. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА
- •1.1. Магнитное взаимодействие параллельных токов
- •1.2. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции магнитного поля
- •1.4. Магнитное поле прямолинейного проводника с током
- •1.5. Магнитное поле на оси кругового тока
- •1.6. Теорема о циркуляции для магнитного поля
- •1.7. Магнитное поле тороида и соленоида
- •1.8. Движение заряженных частиц в постоянном магнитном поле
- •1.9. Эффект Холла
- •1.10. Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера
- •1.11. Действие магнитного поля на контур с током
- •Контрольные вопросы
- •Приложение 1. Магнитное поле в вакууме
- •2. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ
- •Введение
- •2.1. Магнитный момент атома
- •2.2. Намагниченность магнетика. Вектор напряженности магнитного поля
- •2.3. Диамагнетики и парамагнетики
- •2.4. Ферромагнетики
- •2.5. Магнитные материалы
- •Контрольные вопросы
- •Приложение 2. Магнитное поле в веществе
- •ЛИТЕРАТУРА
магнитные характеристики некоторых веществ, применяемых в современной технике. В зависимости от назначения берутся ферромагнетики с той или иной характеристикой. Так, для постоянных магнитов употребляются жесткие ферромагнетики, а для сердечников трансформаторов – мягкие.
2.5.Магнитные материалы
Вкачестве ферромагнитных материалов в настоящее время широко применяют железо и его сплавы с другими элементами. Подбором состава сплавов и варьированием их обработки оказывается возможным получить различные ферромагнитные материалы, отличающиеся чрезвычайным разнообразием магнитных свойств. В табл. 2.1 и 2.2 приведены характеристики некоторых магнито-мягких и магнито-жестких материалов, применяемых в современной технике.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Магнито-мягкие |
Состав |
μ |
μ |
|
В при |
|
НС, |
|
|||
материалы |
началь- |
макси- |
|
нас. |
|
А/м |
|
||||
|
ная |
мальная |
Тл |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
Железо |
|
99,9 % Fe |
200 |
5 000 |
|
2,15 |
|
80 |
|
||
Сплав |
кремний- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
железо |
|
96,7 % Fe; 3,3 % Si |
600 |
10000 |
|
2,0 |
|
|
16 |
|
|
Тот же, отожжен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ный в Н2 |
|
96,7 % Fe; 3,3 % Si |
1500 |
40000 |
|
2,0 |
|
|
8,0 |
|
|
78 % – й пермаллой |
78 % Ni; 22 % Fe |
8000 |
100000 |
|
1,0 |
|
|
4,0 |
|
||
Суперпермаллой |
79 % Ni; 5 % Mo; |
100000 |
800000 |
|
0,80 |
|
0,32 |
|
|||
|
|
16 % Fe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Магнито-жесткие |
Состав |
|
|
Br, |
|
|
НС, |
|
|||
материалы |
|
|
Тл |
|
|
А/м |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Вольфрамовая сталь |
6 % W; 0,7 % C; 0,3 % Mn; 93 % |
|
1,0 |
|
5200 |
|
|||||
|
|
Fe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сплав ални |
25 % Ni; 12 % Al; 63 % Fe |
|
|
0,70 |
|
40 000 |
|
||||
Сплав алнико 5 |
8 % Al; 14 % Ni; 24 % Co: 3 % Cu; |
|
1,25 |
|
44 000 |
|
|||||
|
|
51 % Fe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сплав магнико |
13,5 % Ni; 9 % Al; 24 % Co; 3 % |
|
1,3 |
|
56 000 |
|
|||||
|
|
Cu; 50 % Fe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сплав |
платина– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кобальт |
|
77 % Pt; 23 % Co |
|
|
|
0,45 |
210 000 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39
Приведенные данные показывают, что в изготовлении магнитных материалов достигнуты выдающиеся успехи. Некоторые сплавы (алнико, магнико) отличаются весьма высокими значениями коэрцитивной силы и остаточной индукции и поэтому позволяют изготовлять исключительные по качеству постоянные магниты, широко применяемые в магнитоэлектрических измерительных приборах и других устройствах, в которых требуется сильное постоянное магнитное поле.
Второе важное достижение заключается в получении ферритов. Они представляют собой ферромагнитные химические соединения типа MeO · Fe2O3 , где Me – один (или смесь) из двухвалентных катионов Mn, Co, Ni, Cu, Mg, Zn, Cd, Fe. В отличие от железа и других ферромагнитных металлов ферриты являются магнитными полупроводниками и имеют большое удельное электрическое сопротивление порядка 102 – 10 6 Ом×см. Этим и обусловлено большое техническое значение ферритов. Ферриты применяются для изготовления постоянных магнитов, ферритовых антенн, сердечников радиочастотных контуров, элементов оперативной памяти в вычислительной технике, для покрытия пленок в магнитофонах и видеомагнитофонах и т. д.
Контрольные вопросы
1.Как вычисляется орбитальный магнитный момент электрона в атоме и как он связан с орбитальным механическим моментом электрона?
2.Как вычисляется спиновый магнитный момент электрона (магнетон Бора) и как он связан с собственным механическим моментом электрона (спином)?
3.Как вычисляется магнитный момент атомов вещества, и в каких единицах он измеряется в СИ?
4.В каких опытах наблюдались магнитомеханические явления? Дайте описание этих опытов.
5.Какой величиной описывается степень намагниченности магнетика? Дайте определение этой физической величины и запишите наименование единицы ее измерения в СИ.
6.Дайте определение напряженности магнитного поля и запишите наименование единицы ее измерения в СИ. Какая существует связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля?
7.Что называется относительной магнитной восприимчивостью магнетика и как она связана с относительной магнитной проницаемостью магнетика?
8.Какие вещества называются диамагнетиками, и какими свойствами они обладают? Как выражается зависимость B = f (H), m = f (H), m = f (T) для диамагнетиков?
9.Какие вещества называются парамагнетиками, и какими свойствами они обладают? Как выражается зависимость B = f (H), m = f (H), m = f (T) для парамагнетиков?
40
