- •1.1.Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Взаимодействие электрических зарядов в вакууме. Закон Кулона.
- •1.2.Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Напряженность поля точечного заряда и системы точечных зарядов.
- •1.3. Электрический диполь. Поле диполя, дипольный момент.
- •1.4.Поток вектора напряженности.
- •1.5. Напряженность поля равномерно заряженной сферической поверхности. Напряженность поля равномерно заряженной бесконечной прямолинейной нити и цилиндра.
- •1.7. Работа сил электростатического поля. Циркуляция вектора напряженности. Потенциальность поля.
- •1.9. Электрическое смещение. Поток смещения. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике.
- •1.11. Классификация диэлектриков. Явление поляризации диэлектриков. Вектор поляризации. Поляризованность – количественная мера поляризации диэлектрика. Диэлектрическая восприимчивость.
- •1.12. Электрическое поле в диэлектрике. Диэлектрическая проницаемость. Электрический диполь во внешнем электростатическом поле. Изотропные и анизотропные диэлектрики. Сегнетоэлектрики.
- •1.13. Проводники. Явление электростатической индукции. Распределение избыточного заряда в заряженном проводнике. Экраны. Заземление.
- •1.14. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы и их электроемкость. Соединение конденсаторов.
- •1.15. Энергия заряженных тел. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии. Теорема Ирншоу.
- •1.16. Электрический ток. Его характеристики и условия существования. Ток проводимости и конвекционный ток. Сила тока. Источники тока. Плотность тока. Подвижность носителей заряда.
- •1.17. Эдс. Разность потенциалов и напряжение. Сопротивление проводников.
- •1.18. Закон Ома для однородного и неоднородного участков электрической цепи. Закон Ома для полной цепи. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах.
- •1.19. Расчет разветвленных электрических цепей. Правила Кирхгофа.
- •1.21. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах. Закон Видемана-Франца.
- •1.22. Электрический ток в электролитах (кср).
- •1.24. Электронная эмиссия. Работа выхода электрона из металла. Электрический ток в вакууме. Вольтамперная характеристика вакуумного диода. Формула Богуславского-Ленгмюра и Ричардсона-Дэшмана. (кср)
- •1. Источники магнитного поля. Взаимодействие токов. Магнитные силы
- •2. Закон Био – Савара – Лапласа
- •Взаимодействие параллельных токов. Единица силы тока - Ампер
- •2.3.Действие электрического и магнитного полей на движущийся заряд: сила Лоренца. Эффект Холла.
- •3. Действие электрического и магнитного полей на движущиеся заряды
- •2.5. Закон полного тока и его применение. Теорема Гаусса для магнитного поля.
- •Закон постоянного тока для вектора напряженности
- •2.6. Величины, характеризующие магнитное поле.
- •2.7. Типы магнетиков: диа- и парамагнетики. Соотношения между проявлениями диа- и парамагнитных свойств вещества.
- •2.8. Ферромагнетизм. Точка Кюри. Магнитный гистерезис. Применение ферромагнетиков.
- •2.9. Квантовая природа ферромагнетизма. Механизм намагничивания ферромагнетика.
- •2.10. Явление электромагнитной индукции: эдс индукции. Правило Ленца. Основной закон электромагнитной индукции (закон Фарадея-Ленца).
- •Правило Ленца. Закон Фарадея-Ленца
- •2.11. Явление самоиндукции. Индуктивность. Единица индуктивности. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность (коэффициент взаимной индукции). Токи при включении и отключении источника.
- •2.12. Энергия магнитного и электромагнитного полей: энергии магнитного поля. Энергия соленоида с током. Объемная плотность энергии. Энергия электромагнитного поля.
- •2.13. Электрический колебательный контур. Свободные колебания в электрическом контуре.
- •2.14. Затухающие электромагнитные колебания. Логарифмический декремент затухания. Волновое сопротивление.
- •2.15. Вынужденные электромагнитные колебания в колебательном контуре.
- •2.16. Переменный электрический ток. Характеристики переменного тока. Мощность тока. (кср)
- •2.17. Токи Фуко. Скин-эффект. Принцип работы электроизмерительных приборов. (кср)
- •2.18. Сдвиг фаз между током и напряжением. Резонанс напряжений. Закон Ома для цепи переменного тока.
- •2.19. «Полуширина» резонансной кривой. Добротность контура.
- •2.20. Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн. Скорость электромагнитной волны. Излучение Черенкова.
- •2.21. Волновое уравнение для электромагнитной волны. Объемная плотность энергии электромагнитного поля. Поток энергии. Вектор Пойнтинга.
- •2.22. Шкала электромагнитных волн. Радиочастотный и оптический диапазон электромагнитных волн.
2.8. Ферромагнетизм. Точка Кюри. Магнитный гистерезис. Применение ферромагнетиков.
Ферромагнетизм. Точка Кюри
В отличие от парамагнетиков и диамагнетиков, у которых вектор намагниченности пропорционален напряженности намагничивающего поля, у ферромагнетиков намагниченность является весьма сложной нелинейной Функцией напряженности.
Намагниченность сначала быстро нарастает с ростом напряженности магнитного поля. Затем наступает магнитное насыщение, когда намагниченность уже практически перестает зависеть от величины намагничивающего поля. Поскольку намагниченность ферромагнетиков не пропорциональна напряженности намагничивающего поля, выражения и теряют смысл.
Следующее важное отличие ферромагнетиков заключается в том, что если парамагнитные или диамагнитные свойства вещества проявляются в любом агрегатном состоянии, то ферромагнитные свойства наблюдаются только у кристаллов.
В жидком или газообразном состоянии Ферромагнитные вещества ведут себя как обычные магнетики. Отсюда следует, что ферромагнитные свойства некоторых веществ определяются не особыми свойствами их атомов (свойства их атомов ничем не отличаются от свойств атомов парамагнетиков), а особой структурой их кристаллической решетки. При изменении структуры решетки должны меняться и магнитные свойства ферромагнетиков. Оказывается, что для каждого ферромагнетика имеется определенная температура- точка Кюри, выше которой ферромагнитные свойства исчезают и вещества становятся отличными прамагнетиками. Для железа точка Кюри 770 °С, для никеля - 360 °С .
Максимальная магнитная проницаемость ферромагнетика – железа:
μmax fe = 5000
Ферромагнетизм присущ только кристаллам, а последние обладают анизотропией. Поэтому моно кристалл ферромагнитного вещества должен обладать анизотропией намагничивания - его магнитные свойства должны быть разными в различных направлениях.
Магнитный гистерезис
Явление заключается в том, что намагниченность ферромагнетика зависит от напряженности намагничивания поля в данный момент, но и от предварительного намагничивания образца. Поэтому вообще нельзя указать, какая намагниченность ферромагнетика соответствует данному значению напряженности намагничивающего поля, если неизвестно, в каком состоянии он до этого находится.
В зависимости от химического состава, а также от характера тепловой и механической обработки материала (закалка, отжиг, прокат, штамповка и др.) встречаются ферромагнетики с различными свойствами. Вещества с малыми значениями коэрцитивной силы называются «мягкими» магнитными материалами, а высококоэрцитивные материалы - «жесткими».
«Мягкие» применяются для изготовления сердечников электромагнитов, трансформаторов и машин переменного тока(генераторов, двигателей),благодаря малой коэрцитивной силе они легко перемагничиваются.
«Магнитно-жесткие» используются для изготовления постоянных магнитов. Благодаря большому значению коэрцитивной силы и относительно большой остаточной намагниченности эти магниты могут длительное время создавать сильные магнитные поля. Постоянные магниты из высококоэрцитивных сплавов применяются в магнитоэлектрических измерительных приборах, динамиках и микрофонах, в небольших генераторах, в микродвигателях и т.д.
Ферромагнитные порошки, нанесенные на гибкие пластмассовые ленты и диски служили для записи и последующего воспроизведения информации, а также ее хранения. На этом принципе основано действие магнитофонов, функционирование магнитной памяти ЭВМ и др.