15. Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость среды.

Магнитная проницаемость. Физическая величина, показывающая, во сколько раз магнитное поле в веществе отличается от магнитного поля в вакууме, называется магнитной проницаемостью.

Все вещества по отношению к магнитному полю делятся на :

Парамагнетики- вещества, которые создают слабое магнитное поле, по направлению совпадающее с внешним полем, т.е. они усиливают магнитное поле, но незначительно.

Магнитная проницаемость даже наиболее сильных парамагнетиков мало отличается от единицы: 1,00036 — у платины и 1,0034 — у жидкого кислорода. пример:щелочные и щелочно-земельные металлы, некоторые переходные металлы, соли железа, кобальта, никеля, редкоземельных металлов, кислород, окись азота. Al, Na, Mg, Ta, W и другие. Магнитная проницаемость даже наиболее сильных парамагнетиков мало отличается от единицы

Диамагнетики- вещества, которые создают поле, ослабляющее внешнее магнитное поле. Диамагнитными свойствами обладают, например, серебро, свинец, кварц. Магнитная проницаемость диамагнетиков отличается от единицы не более чем на десятитысячные доли. Самый сильный из диамагнетиков — висмут — обладает магнитной проницаемостью, равной 0,999824. Примерами чисто диамагнитных твердых тел (диамагнетиков) в классе кристаллических металлов и диэлектриков могут служить, соответственно, Cu и NaCl, а в классе аморфных твердых тел — SiO₂

Вещества, которые значительно усиливают внешнее магнитное поле, называются ферромагнетиками. Кроме железа, к ферромагнетикам относятся, например, никель, кобальт и некоторые соединения этих металлов с другими элементами.

У ферромагнетиков значения магнитной проницаемости достигают нескольких десятков, сотен и даже тысяч единиц.

Природа ферромагнетизма. Ферромагнетизм объясняется магнитными свойствами электронов. Электрон обладает собственным магнитным полем. Внутри кристалла ферромагнетика возникают намагниченные области- домены. В отдельных доменах магнитные поля имеют различные направления и обычно взаимно компенсируют друг друга. При внесении ферромагнетика во внешнее магнитное поле происходит упорядочение ориентации магнитных полей отдельных доменов и соответственно значительное усиление внешнего магнитного поля.

С увеличением магнитной индукции внешнего поля возрастает степень упорядоченности ориентации отдельных доме нов — магнитная индукция возрастает. При некотором значении индукции внешнего поля наступает полное упорядочение ориентации доменов возрастание магнитной индукции прекращается. Это явление называется магнитным насыщением.

16. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца

Вокруг проводника с током возникает магнитное поле. Фарадей предложил, что возможен обратный процесс - магнитное поле создает электрический ток. Для проверки своей гипотезы Фарадей проводил опыты, в которых рассматривал взаимодействие магнитного поля и замкнутого проводника.

Выводы: Электрический ток возникает при изменяющимся магнитном поле. Ток появлялся в момент вдвигания и выдвигания магнита.

Явление ЭМИ- это явление возникновение ЭДС в замкнутом контуре, вызванное изменением магнитного поля в этом же контуре.

Закон ЭМИ : ε_u=-N ΔФ\Δt

ЭДС индукции в замкнутом контуре прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

ε_u- ЭДС индукции (В); N- число витков; ΔФ=Ф₂-Ф₁ - изменение магнитного потока;Δt- время

Знак минус в формуле говорит о направлении индукционного тока: Индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток стремится уравновесить, то изменение магнитного поля, которое вызвало данный ток. (когда поля нет ток мешает его возникновению, когда поле есть - мешает его исчезновению). Это правило называется правилом Ленца.

Магнитный поток- это величина равная числу линии магнитного поля проходящих через площадь контура.

Ф=В Scos α (Вб- Вебер)

В- магнитная индукция(Тл);S- площадь контура (м²); α - угол между линиями магнитного поля и перпендикуляром к контуру. (если контур расположен перпендикулярно линиям поля то α=0).

Единица магнитного потока — Вебер (Вб)