15 kérdés
Szétválasztása anyagok diamágneses, paramágneses és ferromágneses anyagok nagymértékben hagyományos jellegűek, azaz. K. Az első két fajta anyagok különböző mágneses tulajdonságai a vákuum kisebb, mint 0,05%. A gyakorlatban, az összes anyagokat tipikusan osztva egy ferromágneses (ferromágneses) és a nem-ferromágneses, amelyekre a relatív mágneses permeabilitása lehet elfogadni 1,0.
A ferromágneses anyagok közé tartozik a vas, kobalt, nikkel és ötvözeteik. Nekik van egy mágneses permeabilitása nagyobb áteresztőképessége több ezer alkalommal. Ezért, az összes elektromos eszközök, amelyek a mágneses mezők energia átalakítás szükséges elemei ferromágneses anyagból készült, és célja a hordozó mágneses fluxus. Ilyen elemeket nevezzük mágneses magok.
Amellett, hogy a nagy mágneses permeabilitású ferromágneses anyagok van egy erősen nemlineáris függését B expresszált indukció által a mágneses térerősség H. és megfordítására kapcsolatát B és H válik kétértelmű. Funkció B (H) van egy speciális jelentése, azaz. K. Csak azokat fel lehet használni, hogy vizsgálja folyamatok elektromágneses tartalmazó áramkörök elemeket, amelyekben a mágneses fluxus halad a ferromágneses közegben. Ezek a funkciók két típusa van: a mágnesezettség görbék és hiszterézis.
Tekintsük a folyamat mágnesezettség megfordítása egy ferromagnet. Tegyük fel, hogy kezdetben nem volt teljesen lemágnesezõdik. Először indukciós gyorsan nő annak a ténynek köszönhető, hogy a mágneses dipólusok orientált mentén erővonalak, egy folyasztószert adnak a külső. Ezután a növekedés lelassul, mint a számos nem-orientált dipólusok csökken, és végül, amikor szinte mindegyik orientált a külső mező indukció, a növekedés leáll és telítődés következik be.
Ha a folyamat, hogy a mágnesezési térerősség egy bizonyos értéket, majd csökkenni kezd, a csökkenés indukciós lassabb lesz, mint amikor az új és mágnesezési görbe eltérő lesz az eredeti. Változása indukció növelésével térerősség az előre teljesen lemágneseződik anyag nazyvaetsyanachalnoy mágnesezési görbe. Ábra. Az 1. ábrán látható a vastag vonal.
Miután néhány (körülbelül 10) ciklus a feszültség pozitívről negatív maximum értékek kapcsolatát B = f (H), és elindul ismételje erősítés jellegzetes formája szimmetrikus zárt görbe az úgynevezett hiszterézis-hurok. Úgynevezett hiszterézis lag indukciós változások a mágneses mező. A hiszterézis karakterisztika általában minden folyamat, amelyben a függőség olyan mennyiségben az értékét a többi, nem csak a jelenlegi, hanem a korábbi állapotát, azaz a B2 = f (H2, H1) -, ahol a H2 és a H1 - rendre az aktuális és az előző értékeket a feszültség.
A hiszterézis lehet szerezhetők be különböző értékeket a maximális intenzitású a külső mező Hm. A pontok helye szimmetrikus csúcsok ciklusok nazyvaetsyaosnovnoy hiszterézis mágnesezési görbe. Összefoglalás mágnesezési görbéje gyakorlatilag egybeesik a kezdeti görbe.
Szimmetrikus hiszterézis hurok kapunk, ha egy maximális térerő Hm (ábra. 2) megfelelő telítési ferromágneses anyag, az úgynevezett egy határciklusos.
Ha korlátozni ciklus van beállítva, mint az értékek Br indukció H = 0, amely az úgynevezett reziduális indukció. és Hc értéke, ha B = 0, az úgynevezett kényszerítő erő. Koercitív (holding) erőt mutatja, hogy milyen az intenzitása a külső mező csatolni kell az anyagot, hogy csökkentsük a maradék indukciós nullára.
Az alakja és a jellemző pontok a limit ciklus alatt ferromágneses tulajdonságú. Bíró anyagok magas maradék indukciós, a koercitív erő és a terület a hiszterézis hurok (1. görbe az ábrán. 3) említett magnitnotverdymi. Ezek gyártásához használt állandó mágnesek. Anyagok, amelyek olyan alacsony maradék indukciós, és a terület a hiszterézis hurok fel van szólítva mágnesesen lágy és gyártásához használt termékek magok elektromos készülékek, különösen dolgozik egy váltakozó mágneses fluxust.
Amikor megfordítása ferromagnet ott irreverzibilis átalakulását energiát hővé.
Hagyja, hogy a mágneses mező egy tekercs, amelyen keresztül a jelenlegi i folyik. Ezután a munkát a kanyargós áramforrás töltött elemi változást a mágneses fluxus
.
Befejezzék a mágnesezettség megfordítása egység térfogata az anyag meghatározását egy integrál a kontúr a hiszterézis hurok
.
integráló áramkör lehet osztani két részre megfelelő változást az indukció - Bm és Bm változtatni a Bm, hogy - Bm. Integrálok ezeken a területeken felel meg a satírozott területek látható. 4. a) és b). Minden telek megfelel része a terület negatív munka és kivonva azt a pozitív rész megkapjuk mindkét szakaszok által határolt területen a görbe a hiszterézishurok (4.)).
Jelöli az energia egységnyi térfogatú anyag ráfordított megfordítása egy teljes ciklus szimmetrikus keresztül W'h = A „megkapjuk
.
Empirikus összefüggés kiszámításához fajlagos energia veszteség a megfordítása
,
A jelenséget a hiszterézis és a kapcsolódó energiaveszteséggel meg lehet magyarázni azt a hipotézist, elemi mágnesek. Elemi mágnesek az anyagban vannak részecskék mágneses momentuma. Ez a mágneses mező tengelye körül kering az elektron és spin mágneses momentuma. Az utóbbi játssza a legfontosabb szerepet a mágneses jelenségek.
Normál hőmérsékleten a ferromágneses anyagból áll spontán mágnesezve egy bizonyos irányba régiók (tartományok), amelyben az elemi mágnesek vannak elrendezve, hogy közel párhuzamos egymással, és ebben a helyzetben tartja, a mágneses erők és az elektromos kölcsönhatást.
A mágneses mezők az egyes régiók nem találhatók a külső térben, t. Hogy. Mind vannak felmágnesezve különböző irányokba. Az intenzitás a spontán mágnesezettség J domének függ a hőmérséklettől és az abszolút nulla teljes telítettség intenzitása. Termikus mozgás és elpusztítja rendezett szerkezetét egy bizonyos hőmérsékleten , jellemző az anyag, olyan, szabályszerűen elrendezett teljesen megsemmisült. Ezt a hőmérsékletet nevezzük Curie-pontja. Fent a Curie pontot anyag tulajdonságai paramágnes.
Hatása alatt a külső terület állapot szerek változhat két módon. A mágnesezettség lehet változtatni akár domént irányváltását vagy előfeszítése határaik felé a régió egy kisebb komponenssel mágnesezettségi egybeesik az irányt a külső tér. Az elmozdulás a doménhatár elkötelezett visszafordítható egy bizonyos határt, ami után néhány vagy valamennyi területen állandóan irányt. Míg gyors ugrási tartomány irányváltás teremt légörvény, ami energiaveszteséget a megfordítására.
Tanulmányok azt mutatják, hogy a második eljárás tájolásának megváltoztatása jellemző meredek szakaszának a mágnesezettség görbe, és az első - részletben a telítési tartományban.
Miután csökkentve az intenzitás a külső mágneses mező nullára domének részét tárolja az új preferenciális mágnesezési iránya, ami abban nyilvánul maradékaként mágnesezettség.
A paramágneses és diamágneses mágneses mezőben
Mikroszkopikus áramsűrűség a mágnesezett anyag rendkívül összetett és nagyon változó belül is egy atom. De sok gyakorlati problémák, így a részletes leírás a felesleges, és mi érdekli az átlagos mágneses mező által létrehozott nagyszámú atomot.
Mint már mondottuk, mágneseket lehet osztani három fő csoportra: diamágnesesek, paramágneses és ferromágneses anyagok.
Diamágnesség (a görög dia -. Divergencia és mágnesesség) - ingatlan mágnesezett anyagok felé az alkalmazott mágneses mező.
Diamagnetikaminazyvayutsya anyag, amelynek mágneses momentumát atomok hiányában külső mező nulla, azaz. K. A mágneses momentuma az elektronok kölcsönösen kompenzált atom (például inert gázok, hidrogén, nitrogén, nátrium-klorid, stb).
Ha így egy diamágneses anyag olyan mágneses mezőben annak atomok megszerezni indukált mágneses pillanatok. Belül egy kis térfogatú aAV izotrop diamágneses indukált mágneses momentuma az atomok és az azonos napravlenyprotivopolozhno vektort.
diamágneses mágnesezettség vektor: