Сведения о намагничивании ферромагнитных тел

В природе все тела могут намагничиваться. Степень намагниченности тел характеризуется понятием намагниченности (J). J определяется как отношение магнитного момента M к единице объема тела.

Из соотношения, связывающего обе величины – магнитный момент и намагниченность, можно получить выражение магнитного момента элементарного магнита:

(14)

Если тело намагничено однородно, то магнитный момент по объему будет равен.

Для однородного намагничивания тела необходимы следующие условия:

· Материал тела должен быть однородным в магнитном отношении

· Внешнее намагничивающее поле должно быть однородным

· Поверхность тела – поверхность второго порядка

Принято считать – если тело намагничено в слабом магнитном поле, то оно намагничено однородно.

Величина намагниченности находится в зависимости от напряженности намагничивающего поля:

(15)

,

где - магнитная восприимчивость тела. Она зависит от материала, формы тела и его расположения в магнитном поле.

Сама магнитная восприимчивость может быть выражена следующим образом:

где: - магнитная восприимчивость материала

N – размагничивающий фактор

Размагничивающий фактор для тел разной формы имеет разные значения. В одном и том же теле по разным направлениям он имеет разную величину, исключение составляет только шар, для которого коэффициент размагничивания является константой и равен . Поэтому вектор намагниченности не совпадает с вектором внешнего намагничивающего поля.

Все тела удлиненной формы намагничиваются так, что их магнитные полюсы располагаются близко от концов их продольных осей, независимо от направления намагничивающего поля. Исключение составляет только тот случай, когда вектор напряженности намагничивающего поля перпендикулярен продольной оси тела. Тогда намагничивание происходит в поперечном направлении тела, но в следствие большого размагничивающего фактора в этом направлении тело практически можно считать не намагниченным.

Если ферромагнитное тело намагничивать, а затем уменьшить напряженность намагничивающего поля до нуля, то это тело сохранит намагниченность, которая называется остаточной.

Кривая намагничивания выглядит следующим образом:

На этом рисунке приняты следующие обозначения:

· кривая Oa – основная кривая намагничивания

· отрезок Oc показывает, что тело сохраняет намагниченность даже тогда, когда намагничивающее поле равно нулю. С учетом остаточного намагничивания формулу (15) можно записать:

(16)

· кривая cb показывает, какой должна быть напряженность магнитного поля, чтобы размагнитить тело до нуля. Напряженность поля, при которой остаточная намагниченность J_r становится равной нулю, называется коэрцитивной силой H_c.

Коэрцитивная сила является одной из характеристик магнитных свойств ферромагнитных материалов. Это характеристика твердости материала в магнитном отношении. Чем больше коэрцитивная сила, тем лучше держится в намагниченном теле остаточная намагниченность.

Если А/м (ампер на метр) – то такой материал считается мягким в магнитном отношении. Если - то твердым.

К примеру сплав ПЕРМОЛЛОЙ имеет коэрцитивную силу 2А/м, трансформаторное железо – 65 А/м, кобальтовая сталь – 60000 А/м, платиново-кобальтовый сплав – 200000 А/м.