Магнитные свойства веществ

Вещества, помещенные в магнитное поле, ведут себя по-раз­ному. Такие вещества, как золото, серебро, медь, цинк и ряд дру­гих, незначительно ослабляют магнитное поле внутри вещества. Их называют диамагнетиками.

Платина, магний, алюминий, хром, палладий, щелочные ме­таллы, кислород и др. наоборот незначительно увеличивают маг­нитное поле. Они называются парамагнетиками.

Вещества, в которых собственное (внутреннее) магнитное поле может в сотни и тысячи раз превосходить вызвавшее его внешнее поле, называются ферромагнетиками. К ним относятся железо (Fе), кобальт (Со), никель (N1), некоторые редкоземельные элементы, а также сплавы на базе этих элементов.

В электротехнике принято подразделять все вещества на маг­нитные (ферромагнетики) и немагнитные (диамагнетики и пара­магнетики).

Поскольку магнитное поле в немагнитных материалах прак­тически не изменяется при воздействии внешнего поля, особый интерес вызывают ферромагнетики. Ферромагнетизм обусловлен наличием в веществе маленьких намагниченных областей — до­менов, в которых магнитные моменты атомов имеют одно и то же направление. В принципе каждый домен является маленьким магнитом. Домены можно увидеть в не очень сильный микро­скоп.

Ферромагнетик состоит из большого числа доменов, которые при отсутствии внешнего магнитного поля ориентированы про­извольным образом, так что ферромагнетик остается немагнит­ным.

При помещении ферромагнетика во внешнее магнитное поле домены, направление которых близко к направлению силовых линий внешнего поля, начинают расти, а домены, намагничен­ные против внешнего поля, уменьшаются и, наконец, исчезают. При дальнейшем увеличении напряженности внешнего поля все домены устанавливаются вдоль силовых линий поля, наступает магнитное насыщение и намагниченность почти не растет.

Если теперь уменьшить напряженность внешнего поля до нуля, то ориентация доменов нарушится лишь частично, поэтому на­магниченность ферромагнетика уменьшается, но не до нуля. Что­бы уничтожить остаточную намагниченность образца, нужно при­ложить внешнее поле противоположного направления. Напряжен­ность такого поля называется коэрцитивной силой Н_с. Для каждого ферромагнетика существует температура, выше которой его фер­ромагнитные свойства исчезают. Она называется точкой Кюри. Для железа точка Кюри равна 768 °С, для никеля — 358 °С, а для ко­бальта - 1120°С.

Для расчета индукции магнитного поля В в ферромагнетике используют выражение, которое учитывает способность к намаг­ничиванию материала, В= _{г 0}H= _а H, где Н — напряженность внешнего магнитного поля; _г — относительная магнитная про­ницаемость материала; _а — абсолютная магнитная проницаемость материала.

Свойства ферромагнетиков намагничиваться учитываются _Г поэтому для ферромагнетиков _г » 1, в то время как в немагнит­ных материалах _г= 1.

ГЛАВА 3