41. Энергия магнитного поля соленоида. Плотность энергии в магнитном поле.

Соленоид – цилиндрическая катушка, состоящая из большого числа витков проволоки образующих винтовую линию. Индуктивность соленоида равна . Зная, что найдём энергию магнитного поля соленоида: , а так как N∙i/l=H и V=S∙l, то получим . Учитывая, что объёмная плотность магнитного поля равна , получим формулу для соленоида . Если магнитное поле неоднородно, то его можно разбить на бесконечно малые элементы объёмом dV, в каждом из которых поле можно считать однородным. Энергия, заключённая в элементе объёма, есть w∙dV. Поэтому полная энергия магнитного поля равна: , где w- объёмная плотность энергии магнитного поля.

Объёмная плотность энергии электромагнитного поля – есть сумма объёмных плотностей магнитного и электрического полей:

**********************

42. Магнитное поле вещества. Вектор намагничивания. Магнитная восприимчивость вещества.

Магнитное поле - форма проявления электромагнитного поля. Это поле действует на движущиеся частицы, обладающие электрическим зарядом, а так же на намагниченные тела независимо от их движения.

Магнитное поле, которое создаётся атомами вещества называется собственным или внутренним полем. Это поле обусловлено существованием у атомов магнитных моментов и характеризуется вектором магнитной индукции. Магнитная индукция внутреннего поля пропорциональна вектору интенсивности намагничивания . Где I –вектор суммы магнитных моментов атомов, находящихся в единице объёма: . Где N- число частиц, содержащихся в объёме V. P_mi- магнитный момент i-ой молекулы.

Единица намагничивания – ампер на метр (А/м). Это такая намагниченность, при которой вещество объёмом 1м³ имеет магнитный момент 1 А∙м²

Для магнетиков, находящихся в не сильных магнитных полях I=x_m∙H, где x_m –магнитная восприимчивость вещества- величина аналогичная μ, зависящая от рода магнетика, его состояния (температура и др.). , где С – постоянная Кюри, а Т

– температура. Для диамагнетиков x_m - меньше нуля, для парамагнетиков - больше нуля.

**********************

43. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. Ферриты и их применение.

Магнетики - все среды, способные намагничиваться в магнитном поле, то есть создавать собственное магнитное поле. По магнитным свойствам магнетики подразделяют на:

Диамагнетизм - индицирование дополнительного магнитного момента в атомных электронных оболочках под действием внешнего магнитного поля. Диамагнетизм присущ всем веществам, но наблюдается в тех случаях, еогда атома или ионы не имеют результирующего магнитного момента. Для диамагнетиков χ<1. Пример: висмут.

Парамагнетизм - совокупность магнитных свойств веществ, атомы которых обладают постоянным магнитным моментом, который не зависит от внешнего магнитного поля. Для парамагнетиков χ>1. Пример: хлористое железо.

Ферромагнетики - магнитные вещества обладающие спонтанной намагниченностью, в которых собственное поле может в сотни или тысячи раз превосходить вызывающее его магнитное поле. Изменяя температуру ферромагнетиков можно изменить структуру кристаллической решётки, а следовательно и изменить различные свойства (теплоёмкость, электропроводность и др.). При температуре более высокой чем температура Кюри ферромагнетики превращаются в парамагнетики.

Ферриты - MeO-Fe₂O₃, где Ме- Mn, Co, Ni, Cu, Mg, Zn, Cd, Fe. Ферриты – магнитные полупроводники, которые обладают большим удельным сопротивлением (10²-10⁶ Ом∙см).

Ферриты применяются в радиотехнике, в магнитных цепях устройств, работающих в высокочастотном режиме, при малых потерях на вихревые токи.

**********************