32. Взаимодействие вещества и полей. Поведение веществ в магнитных полях. Ферромагнетики и ферриты, их применение

Всякое вещество, помещенной в магнитное и электрическое поле испытывает воздействие со стороны этого поля. Это воздействие для разных веществ различно, соответственно различна и реакция веществ на поле.

Магнитиками называются все среды, способные намагничиваться в магнитном поле, т. е. сознавать собственное магнитное поле. По магнитным свойствам магнетики разделяются на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

Для характеристики намагничивания вещества- вводится вектор интенсивности намагничения, пропорциональный векторной сумме магнитных моментов молекул, находящихся в единице объема:

(67)

где , _m - магнитная восприимчивость вещества, H - напряженность магнитного поля. У диамагнетиков _m < 0, у парамагнетиков _m > 0. Внесение диамагнетиков в магнитное поле ослабляет его, внесение парамагнетиков усиливает магнитное поле. К диамагнетикам относятся инертные газы, некоторые металлы (цинк, золото, ртуть), кремний, фосфор и многие органические соединения. К парамагнетикам - газы (кислород, окись азота), платина, палладий, соли железа, кобальта и никеля и сами эти металлы.

Ферромагнетизм заключается в способности вещества реже усиливать магнитное поле, добавляя к внешнему полю поле своих молекул за счет их ориентации по внешнему полю. К ферромагнетикам относятся железо, никель, кобальт и некоторые сплавы.

Магнитная индукция В характеризует величину магнитного поля и связана с напряженностью Н выражением:

(68)

где ₀- магнитная проницаемость вакуума,  - относительная магнитная проницаемость вещества.

В отличие от обычных парамагнетиков, незначительно усиливающих внешнее магнитное поле, ферромагнетики изменяют его в сотни и тысячи раз, что объясняется наличием у них молекулярных токов, которые, ориентируясь по нолю, усиливают его многократно.

Ферромагнетики широко используются в катушках индуктивности для увеличения значения индуктивности при малых габаритах, поскольку индуктивность

(69)

гае S - сечение сердечника, l - длина магнитной силовой линии.

Ферромагнетики широко используются в трансформаторах, электромагнитах и обычных магнитах.

Ферриты - это порошкообразные ферромагнетики, спрессованные совместно с диэлектрическим наполнителем в твердое состояние. Обладают пониженными потерями на вихревые токи и используются поэтому в высокочастотных индуктивностях. Явлением магнитострикции называется изменения формы и объема ферромагнетика при его намагничивании. Используется в ультразвуковых магнитострикционных вибраторах.