§ 41. Магнитная вязкость.

С точки зрения гипотезы Ампера-Юинга мы рассматриваем всякий магнитный материал как совокупность элементарных маг­нитов. Процесс намагничения мы понимаем как изменение направ­ления осей этих элементов. Такой процесс не может совершаться мгновенно, и можно заранее сказать, что должно существовать запаздывание во времени между изменением намагничивающей силы Н и установлением соответствующего магнитного состояния вещества.

Опыт показывает, что действительно магнитная индукция не устанавливается мгновенно, а для установления ее всегда требуется некоторый промежуток времени. Это свойство ферромагнитных материалов называется магнитной вязкостью. Был поставлен ряд экспериментов по изучению магнитной вязкости, которые показали, что в сильных магнитных полях процесс установления магнитного состояния вещества проходит почти полностью практически мгно­венно, и лишь очень малое приращение магнитной индукции про­исходит в дальнейшем с течением времени при условии H=const Это обстоятельство весьма существенно, так как во многих элек­тромагнитных механизмах, работающих даже при повышенных частотах, мы, благодаря наличию, именно, сильных магнитных полей, можем практически не считаться с магнитной вязкостью. Наоборот, в слабых магнитных полях (например, порядка долей земного поля) процесс намагничения протекает довольно медленно, иногда затя-

157

гиваясь на несколько секунд и даже минут. Опыт далее показал, что мягкие сорта железа являются более вязкими в магнитном смысле, чем, например, твердая сталь.

В виде примера приведем результаты опытов Юинга по изу­чению магнитной вязкости мягкого железа, иллюстрируемые кривыми рисунков 95 и 96. Рисунок 95 показывает, что сначала процесс намаг­ничения идет быстрее, а потом замед­ляется.

Из рис. 96 отчетливо видно, что через минуту напряженность намаг­ничения значительно возрастает по сравнению с тем, что было в началь­ный момент.

Результаты опытов Юинга приво­дят к заключению, что при исследо­вании магнитных свойств материалов в слабых магнитных полях обычный бал­листический метод может быть допущен только с оговорками. Юинг, следуя примеру Релея, пользовался в ряде своих опытов магнитометром. Такой метод является безупречным. Ясно, конечно, что современный флюксметр в полной мере может обеспечивать правильность наблюдений при условии, что направляющая пара в нем практически равна нулю.

Итак, в сильных магнитных полях с явлением магнитной вязкости практически можно не считаться, но в механизмах, применяемых в тех­нике слабых токов, пренебрегать явлением вязкости иногда не следует.

158

§ 42. Изменение размеров тел при намагничении.

Заранее можно предвидеть, что перегруппировки элементарных: магнитов при намагничении могут вызвать некоторые изменения. в размерах намагничиваемого тела. Опыт показывает, что подобное изменение размеров тела при намагничении действительно имеет место. Впервые это явление наблюдал Джоуль в 1848 году, обна­руживший удлинение железного стержня при намагничении его. Природа рассматриваемого явления, насколько мы ее понимаем, указывает, что изменение размеров может итти в обе стороны, т. е. мы можем получить как удлинение, так и укорочение. На практике, именно, и наблюдается то и другое. Изменения длины в общем весьма незначительны (порядка 10^-7 длины). С возрастанием намагничи­вающей силы приращения длины иногда уменьшаются и, например, у железа и кобальта, меняют знак. Характер и интенсивность процесса различны для различных материалов. Зависимость между удлинением в направлении намагничивающей силы и самой намаг­ничивающей силой для трех магнитных материалов: железа (Fe), никкеля (Ni) и кобальта (Со), показана графически на рисунке 97 на основании опытов Бидуэла.

Из изображенных на этом рисунке кривых видно, что в практических пределах (для // от 0 до 250 эрстедов) железо удлиняется, тогда как никкель и кобальт укорачи­ваются, причем для Fe и Со изменения длины сравнительно незна­чительны. Изменения же в размерах для Ni несколько больше. Сталь меняет размеры подобно железу, только в меньшей степени. Изменение размеров тела при намагничении оказывается причи­ной некоторых явлений, к числу которых между прочим относится гудение трансформаторов и других приборов, работающих при переменном магнитном потоке. Железные листы сердечника трансформатора, подвергаемые переменному намагничению, периодически изменяют свои размеры и тем вызывают звуковые колебания. Надо только иметь в виду, что, кроме указанного обстоятельства, могут быть еще и другие причины гудения трансформаторов и т. п.

159

приборов, например, переменные механические взаимодействия между сердечником и обмоткой.

Отметим, что в изменениях размеров намагничиваемого тела наблюдается гистерезис. Впервые это явление было обнаружено Б. Л. Розингом.