Раздел 3. Некоторые вопросы физики магнитных явлений

поле принято изображать в виде силовых линий. Силовые линии проводника

с током имеют вид концентрических окружностей.
Основной характеристикой магнитного поля является напряженность Н – векторная величина и силовая характеристика поля, не зависящая от свойств среды. Вектор напряженности магнитного поля Н направлен по касательной к силовой линии.

Н = I/2πr

I

состоит в том, что в любой точке, через которую она

проходит, направление вектора напряженности совпадает с направлением касательной к ней в этой же точке. Длины векторов, т. е. значения напряженности во всех точках силовой линии, одинаковы.

Магнитное поле

Поле сильнее и, следовательно, величина напряженности больше там, где линии будут расположены гуще, и слабее, где они разряжены. В то же время силовые линии не могут пересекать друг друга.

электронов, силы Лоренца, приложенные к каждому электрону в потоке, складываясь,

прижимают их к стенке провода, толкая его поперек движения электронов, т. е. перпендикулярно направлению электрического тока. В результате формула преобразуется и значение силы, действующей на проводник длиной l с током I, расположенный под углом α к направлению поля Н, будет определяться законом Ампера:

Если для гравитационного поля важна лишь масса тела m, для кулоновского – величина его заряда q, а для магнитного поля важными оказываются сразу три фактора: заряд тела, численное значение скорости его движения и направление скорости. Сила, приложенная к движущемуся заряженному телу со стороны магнитного поля, называется силой Лоренца
Напряженность магнитного поля Н – его силовая характеристика, не зависящая от магнитных свойств среды, в которой поле существует.
 

где
q – электрический заряд тела;
v – скорость заряженного тела;
α – угол между направлениями векторов скорости и напряженности магнитного поля;
μ0 –коэффициент.

Fл - по правилу левой руки

Магнитное поле

μ0 (Н + J) ,
где μ0 = 4π . 10-7

(Гн/м) – магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума);
J - вектор намагниченности среды.
Для изотропного материала численное значение напряженности магнитного поля Н определяется по формуле
Н = В/ μ0 μ ,
где μ = μа /μ0- индукция в данной относительная магнитная проницаемость (показывает, во сколько раз магнитная среде больше, чем в вакууме);
μа – абсолютная магнитная проницаемость (показывает способность материала намагничиваться).

намагничивания ферромагнитного тела и равная магнитному моменту М единицы объема

рассматриваемого тела, т.е.

J = М/V J = 4πχН

Типы магнетиков

магнитное поле в веществе. За направление вектора В принимается направление

силы, действующей на северный полюс магнитной стрелки. При намагничивании индукция результирующего поля равна сумме индукции внешнего поля и индукции молекулярных токов.
Если тело будет изготовлено из другого материала, то величина индукции, как правило, будет другой.
Магнитная индукция определяется отношением максимального вращающего момента Ммакс, действующего на контур с током в магнитном поле, к магнитному моменту этого контура рm :
В = Ммакс/рm

определяется числом силовых линий магнитной индукции В, проходящих через поперечное

сечение магнитопровода или любую плоскую поверхность с площадью S.

Ф = ВSСоs α

4. Намагничивающая (магнитодвижущая) сила (F) [ А]

По закону Ома для магнитной цепи величина магнитного потока Ф равна отношению магнитодвижущей силы (м. д. с.) F к магнитному сопротивлению Rм
Ф = F/Rм .
В однородном поле для пути ℓ, совпадающем по направлению с Н, получим
F = Нℓ

Ферромагнетизм обусловлен:
Обменном электронами между атомами (обменной энергией)
Энергией кристаллографической магнитной

анизотропии
Магнитоупругой энергией
Магнитостатической энергией

Свойства ферромагнетиков. Они характеризуются:
- большими положительными значениями магнитной проницаемости, ее нелинейной зависимостью от напряженности магнитного поля и температуры;
- способностью намагничиваться до насыщения при обычных температурах в слабых полях;
- гистерезисом;
- точкой Кюри .

Зависимость энергии обменного взаимодействия от отношения диаметра атома к диаметру незаполненного электронного слоя

Ферромагнетизм – это свойство вещества в твердом состоянии, т.е. свойство кристаллов вещества

а – расстояние между атомами;
r– радиус незаполненного электронного
слоя (оболочки атома)

В=μ0(H + J)

J = f (Н) и В =

f (Н)

I участок - область начального (обратимого)
намагничивания
II участок - область Рэлея
III участок - область наибольших магнитных
проницаемостей
IV участок - область приближения к насыщению
V участок - область парапроцесса

В

Н

I

II

III

IV

V

μ = ВА/HА = tg α

μн = lim(В/H) =

tg αн

μmax = tg αm

μd = lim(ΔВ/ΔH) =dВ/dH

pr = Sf/γ ,
где S - площадь петли гистерезиса,
измеренная

в квазистатическом режиме,
Тл А/м;
f - частота перемагничивания, Гц;
γ – удельная плотность материала,
кг/м3.