Aine suhtelise magnetilise läbitavuse füüsikaline tähendus. Magnetiline läbilaskvus

Loomulikult tekkis näärmesse induktsiooniväli, mille asemel oleks õhus välja tulnud. Seega võib öelda, et võrreldes õhuga on raud 2400 korda läbilaskvam magnetväli.

Raua suhtelist magnetilist läbilaskvust võib nimetada suhteks magnetilised induktsioonid rauas ja õhus

kui magnetvälja täheldatakse identsete rõngaspoolide sees, millest üks on keritud raudrõngale ja teine ​​ei sisalda ferromagnetilisi kehasid.

Sel juhul määratakse loomulikult induktsiooni ja Vv väärtused konkreetse koguvoolu sama väärtusega.

Sama ferromagnetilise materjali magnetiline läbilaskvus at erinevad väärtused induktsioon on erinev. Tõepoolest, võtke arvesse joonisel fig. 3.4, tabeli kujul: esimesel real on konkreetse koguvoolu väärtused, teisel - rauas (suletud rõngas mähises) täheldatud magnetilise induktsiooni väärtused, kolmandas - magnetilise induktsiooni väärtused samas rõngakujulises mähises ilma ferromagnetiliste kehadeta, suurendati 10 000 korda.

Tabeli esimene rida vastab katsetele, mille magnetiline karakteristik joonisel fig. 3.4. Teine rida arvutatakse valemiga

Erinevate induktsioonide suhtelise magnetilise läbilaskvuse väärtused arvutatakse valemiga

Nagu tabelist näha, magnetiline läbilaskvus esmalt suureneb ja seejärel väheneb. Saadud tulemusi saab esitada joonisel fig. 3.5.

Riis. 3.5. Suhteline magnetiline läbilaskvus puhas raud sõltuvalt konkreetsest koguvoolust

Esimesed uuringud materjalide magnetiliste omaduste kohta suletud rõngakujulistel proovidel ning läbilaskvuse olemuse ja muutuste kindlakstegemine väljaga kuuluvad Moskva ülikooli professorile A. G. Stoletovile. Ta rõhutas, et elektrotehnika arendamisel on terase magnetiliste omaduste tundmine sama oluline kui aurumasinate ehitajatel auru omaduste tundmine.

Suhtelise magnetilise läbilaskvuse vähenemine induktsiooni suurenemisega on teine silmapaistev omadus ferromagnetilised kehad. Alguses on need kergesti magnetiseeritavad; magnetinduktsioon saavutab kõrged väärtused piisavalt nõrkade magnetiseerivate voolude korral. Magnetinduktsiooni edasine suurendamine eeldab aga järjest olulisemat voolu suurendamist – üle umbes 2,0-2,2 T induktsiooni on rauas väga raske tekitada. Seda näitab joonisel fig. 3.4, suurte induktsioonide piirkonnas.

Induktsiooni suurendamiseks 1,65-lt peate suurendama spetsiifilist koguvoolu 100-lt 1000 A-le. Kuid selleks, et suurendada induktsiooni teise võrra, peate suurendama magnetiseerimisvoolu 2000 A / cm-ni (vt tabel 3.1). Korra esilekutsumisega, nagu öeldakse, saabub magnetiline küllastus.

Näide 1. Mitme keerdude arvuga rõngakujulises mähises, mille terassüdamiku keskmine pikkus on 25 cm, voolab vool I \u003d 1 A. Magnetvoog ristlõikega terassüdamikus on võrdne

Mähise magnetvälja määrab vool ja selle välja intensiivsus ning välja induktsioon. Need. välja induktsioon vaakumis on võrdeline voolu tugevusega. Kui mingis keskkonnas või aines tekib magnetväli, siis see väli mõjub ainele ja see omakorda muudab magnetvälja teatud viisil.

Välises magnetväljas olev aine magnetiseerub ja selles tekib täiendav sisemine magnetväli. Seda seostatakse elektronide liikumisega piki aatomisiseseid orbiite, aga ka ümber oma telje. Aatomite elektronide ja tuumade liikumist võib pidada elementaarseteks ringvooludeks.

Magnetilised omadused elementaarset ringvoolu iseloomustab magnetmoment.

Välise magnetvälja puudumisel orienteeruvad aine sees olevad elementaarvoolud juhuslikult (kaootiliselt) ja seetõttu on kogu või summaarne magnetmoment null ning elementaarsisevoolude magnetvälja ümbritsevas ruumis ei tuvastata.

Välise magnetvälja mõju elementaarvooludele aines seisneb selles, et laetud osakeste pöörlemistelgede orientatsioon muutub nii, et nende magnetmomendid osutuvad suunatud ühes suunas. (välise magnetvälja suunas). Magnetiseerumise intensiivsus ja iseloom erinevates ainetes samas välises magnetväljas erinevad oluliselt. Väärtust, mis iseloomustab keskkonna omadusi ja keskkonna mõju magnetvälja tihedusele, nimetatakse absoluutseks magnetiline läbilaskvus või kandja magnetiline läbilaskvus (μ Koos ) . See on seos = . Mõõdetud [ μ Koos ]=H/m.

Vaakumi absoluutset magnetilist läbilaskvust nimetatakse magnetkonstandiks μ O \u003d 4π 10 -7 Gn / m.

Absoluutse magnetilise läbitavuse ja magnetkonstandi suhet nimetatakse suhteline magnetiline läbilaskvusμ c / μ 0 \u003d μ. Need. suhteline magnetiline läbilaskvus on väärtus, mis näitab, mitu korda on keskkonna absoluutne magnetiline läbilaskvus suurem või väiksem vaakumi absoluutsest läbilaskvusest. μ on mõõtmeteta suurus, mis varieerub laias vahemikus. See väärtus on aluseks kõigi materjalide ja kandjate jagamisel kolme rühma.

Diamagnetid . Nendel ainetel on μ< 1. К ним относятся - медь, серебро, цинк, ртуть, свинец, сера, хлор, вода и др. Например, у меди μ Cu = 0,999995. Эти вещества слабо взаимодействуют с магнитом.

Paramagnetid . Nende ainete μ > 1. Nende hulka kuuluvad alumiinium, magneesium, tina, plaatina, mangaan, hapnik, õhk jne. Õhus on = 1,0000031. . Need ained, nagu ka diamagnetid, interakteeruvad nõrgalt magnetiga.

Tehniliste arvutuste jaoks eeldatakse, et diamagnetiliste ja paramagnetiliste kehade μ on võrdne ühega.

ferromagnetid . See on eriline ainete rühm, millel on elektrotehnikas tohutu roll. Nendel ainetel on μ >> 1. Nende hulka kuuluvad raud, teras, malm, nikkel, koobalt, gadoliinium ja metallisulamid. Need ained tõmbavad tugevalt magneti poole. Nendel ainetel on μ = 600-10 000. Mõne sulami puhul saavutab μ rekordväärtused kuni 100 000. Tuleb märkida, et ferromagnetiliste materjalide μ ei ole konstantne ja sõltub magnetvälja tugevusest, materjali tüübist ja temperatuurist.

µ suur väärtus ferromagnetites on seletatav asjaoluga, et neil on spontaanse magnetiseerumise piirkonnad (domeenid), mille sees on elementaarsed magnetmomendid suunatud samamoodi. Kui need kokku liita, moodustavad nad domeenide ühised magnetmomendid.

Magnetvälja puudumisel on domeenide magnetmomendid juhuslikult orienteeritud ja keha või aine kogumagnetmoment on null. Välise välja toimel on domeenide magnetmomendid orienteeritud ühes suunas ja moodustavad keha kogumagnetmomendi, mis on suunatud välise magnetväljaga samas suunas.

See oluline omadus praktikas kasutatakse ferromagnetilisi südamikke mähistes, mis võimaldab järsult suurendada magnetilist induktsiooni ja magnetvoogu samade voolude väärtuste ja pöörete arvu juures ehk teisisõnu kontsentreerida magnetvälja suhteliselt väikeses mahus.

Arvukad katsed näitavad, et kõik magnetvälja asetatud ained on magnetiseeritud ja loovad oma magnetvälja, mille toime lisandub välise magnetvälja toimele:

$$\boldsymbol(\vec(B)=(\vec(B))_(0)+(\vec(B))_(1))$$

kus $\boldsymbol(\vec(B))$ on magnetvälja induktsioon aines; $\boldsymbol((\vec(B))_(0))$ - magnetvälja induktsioon vaakumis, $\boldsymbol((\vec(B))_(1))$ - magnetvälja induktsioon aine magnetiseerimise tõttu . Sel juhul võib aine magnetvälja kas tugevdada või nõrgendada. Aine mõju välisele magnetväljale iseloomustab kogus μ , mida nimetatakse aine magnetiline läbilaskvus

$$ \boldsymbol(\mu =\frac(B)((B)_(0)))$$

• Magnetiline läbilaskvus on füüsiline skalaarväärtus, mis näitab magnetvälja induktsiooni mitu korda antud aine erineb magnetvälja induktsioonist vaakumis.

Kõik ained koosnevad molekulidest, molekulid koosnevad aatomitest. Aatomite elektronkihte võib tinglikult lugeda koosnevaks liikuvatest elektronidest moodustuvatest ringikujulistest elektrivooludest. Ringikujulised elektrivoolud aatomites peavad looma oma magnetväljad. Elektrivoolu peaks mõjutama väline magnetväli, mille tulemusena võib oodata kas magnetvälja suurenemist, kui aatomi magnetväljad on välise magnetväljaga kaassuunas, või nende nõrgenemist, kui need on vastassuunalised.
Hüpotees umbes magnetvälja olemasolu aatomites ja aine magnetvälja muutmise võimalus vastab täielikult tegelikkusele. Kõik ained välise magnetvälja toimel neile võib jagada kolme põhirühma: diamagnetid, paramagnetid ja ferromagnetid.

diamagnetid on ained, mille väline magnetväli on nõrgenenud. See tähendab, et selliste ainete aatomite magnetväljad välises magnetväljas on suunatud välisele magnetväljale vastupidiselt (µ< 1). Изменение магнитного поля даже в самых сильных диамагнетиках составляет лишь сотые доли процента. Например, висмут обладает magnetiline läbilaskvus µ = 0,999826.

Diamagnetismi olemuse mõistmiseks mõelge kiirusega sisse lennava elektroni liikumisele v vektori suhtes risti ühtlaseks magnetväljaks IN magnetväli.

Mõju all Lorentzi jõud elektron hakkab liikuma ringis, tema pöörlemissuuna määrab Lorentzi jõuvektori suund. Saadud ringvool loob oma magnetvälja IN" . See on magnetväli IN" suunatud magnetväljale vastupidiselt IN. Seetõttu peab igal ainel, mis sisaldab vabalt liikuvaid laetud osakesi, olema diamagnetilised omadused.
Kuigi aine aatomites olevad elektronid ei ole vabad, osutub nende liikumise muutumine aatomite sees välise magnetvälja toimel võrdväärseks vabade elektronide ringliikumisega. Seetõttu on igal magnetväljas oleval ainel tingimata diamagnetilised omadused.
Diamagnetilised efektid on aga väga nõrgad ja esinevad vaid ainetes, mille aatomitel või molekulidel ei ole oma magnetvälja. Diamagnetid on näiteks plii, tsink, vismut (μ = 0,9998).

Henri Ampère (1820) oli esimene, kes selgitas põhjuseid, miks kehadel on magnetilised omadused. Tema hüpoteesi kohaselt ringlevad molekulide ja aatomite sees elementaarsed elektrivoolud, mis määravad iga aine magnetilised omadused.

Mõelge aatomimagnetismi põhjustele üksikasjalikumalt:

Võtke mõni kindel aine. Selle magnetiseerumine on seotud osakeste (molekulid ja aatomid), millest see koosneb, magnetiliste omadustega. Mõelge, millised vooluahelad on mikrotasandil võimalikud. Aatomite magnetism on tingitud kahest peamisest põhjusest:

1) elektronide liikumine ümber tuuma suletud orbiitidel ( orbiidi magnetmoment) (joonis 1);

Riis. 2

2) elektronide enda pöörlemine (spin) spin magnetmoment) (joonis 2).

Kuna erinevate elektronide orbiidid aatomitasandil ei lange kokku, on nende tekitatud magnetvälja induktsioonivektorid (orbitaal- ja spin-magnetmomendid) suunatud üksteise suhtes erineva nurga all. Saadud mitmeelektronilise aatomi induktsioonivektor on võrdne üksikute elektronide poolt loodud väljainduktsioonivektorite vektorite summaga. Osaliselt täidetud elektronkihtidega aatomitel on kompenseerimata väljad. Täidetud elektronkihtidega aatomites on saadud induktsioonivektor 0.

Kõikidel juhtudel on magnetvälja muutus tingitud magnetiseerimisvoolude ilmnemisest (on nähtus elektromagnetiline induktsioon). Teisisõnu jääb kehtima magnetvälja superpositsiooniprintsiip: magneti sees olev väli on välisvälja $\boldsymbol((\vec(B))_(0))$ superpositsioon ja välja $\boldsymbol( \vec(B"))$ magnetiseerimisvooludest mina" , mis tekivad välise välja toimel. Kui magnetiseerimisvoolude väli on suunatud samamoodi nagu välisväli, siis on koguvälja induktsioon suurem kui välisväli (joonis 3, a) – sel juhul ütleme, et aine võimendab väli; kui magnetiseerimisvoolude väli on suunatud välisväljaga vastupidiselt, siis on koguväli väiksem kui välisväli (joonis 3, b) - selles mõttes öeldakse, et aine nõrgendab magnetvälja.

Riis. 3

IN diamagnetid Molekulidel ei ole oma magnetvälja. Välise magnetvälja toimel aatomites ja molekulides on magnetiseerimisvoolude väli suunatud välisväljaga vastupidises suunas, seega tekib magnetvälja magnetinduktsiooni vektori $ \boldsymbol(\vec(B))$ moodul. olema väiksem kui magnetilise induktsiooni vektori $ \boldsymbol((\vec(B ))_(0)) $ välisvälja moodul.

Ained, mille puhul väline magnetväli tugevneb aine aatomite elektronkestade magnetväljade lisandumise tulemusena, mis tuleneb aatomi magnetväljade orientatsioonist välise magnetvälja suunas, nn. paramagnetid(µ > 1).

Paramagnetid võimendavad välist magnetvälja väga nõrgalt. Paramagnetite magnetiline läbilaskvus erineb ühtsusest vaid protsendi jagu. Näiteks plaatina magnetiline läbilaskvus on 1,00036. Paramagnetiliste ja diamagnetiliste materjalide magnetilise läbilaskvuse väga väikeste väärtuste tõttu on nende mõju välisväljale või välisvälja mõju paramagnetilistele või diamagnetilistele kehadele väga raske tuvastada. Seetõttu peetakse tavapraktikas tehnikas paramagnetilisi ja diamagnetilisi aineid mittemagnetilisteks ehk aineteks, mis ei muuda magnetvälja ja mida magnetväli ei mõjuta. Paramagnetid on näiteks naatrium, hapnik, alumiinium (μ = 1,00023).

IN paramagnetid molekulidel on oma magnetväli. Välise magnetvälja puudumisel tingitud termiline liikumine aatomite ja molekulide magnetväljade induktsioonivektorid on juhuslikult orienteeritud, seega on nende keskmine magnetiseeritus null (joon. 4, a). Kui aatomitele ja molekulidele rakendatakse välist magnetvälja, hakkavad mõjuma jõumomendid, mis kipuvad neid pöörama nii, et nende väljad on orienteeritud paralleelselt välisväljaga. Paramagnetiliste molekulide orientatsioon toob kaasa asjaolu, et aine on magnetiseeritud (joonis 4b).

Riis. 4

Molekulide täielikku orienteerumist magnetväljas takistab nende soojusliikumine, seega sõltub paramagnetite magnetiline läbilaskvus temperatuurist. Ilmselt väheneb temperatuuri tõustes paramagnetite magnetiline läbilaskvus.

ferromagnetid

Nimetatakse aineid, mis suurendavad oluliselt välist magnetvälja ferromagnetid(nikkel, raud, koobalt jne). Ferromagnetiteks on näiteks koobalt, nikkel, raud (μ saavutab väärtuse 8 10 3).

Selle magnetmaterjalide klassi nimi pärineb Ladinakeelne nimi raud - Ferrum. peamine omadus Nendest ainetest seisneb võime säilitada magnetiseeritust välise magnetvälja puudumisel, kõik püsimagnetid kuuluvad ferromagnetite klassi. Lisaks rauale on selle perioodilisuse tabeli järgi "naabritel" koobaltil ja niklil ferromagnetilised omadused. Ferromagnetid leiavad laiad praktiline kasutamine teaduses ja tehnoloogias on seetõttu välja töötatud märkimisväärne hulk erinevate ferromagnetiliste omadustega sulameid.

Kõik ülaltoodud ferromagnetite näited viitavad üleminekurühma metallidele, mille elektronkiht sisaldab mitut paarimata elektroni, mis toob kaasa asjaolu, et nendel aatomitel on märkimisväärne sisemine magnetväli. Kristallilises olekus tekivad kristallides olevate aatomite vahelise interaktsiooni tõttu spontaanse (spontaanse) magnetiseerumise piirkonnad - domeenid. Nende domeenide mõõtmed on kümnendikud ja sajandikud millimeetrist (10 -4 - 10 -5 m), mis ületab oluliselt üksiku aatomi suuruse (10 -9 m). Ühes domeenis on aatomite magnetväljad orienteeritud rangelt paralleelselt, teiste domeenide magnetväljade orientatsioon välise magnetvälja puudumisel muutub suvaliselt (joonis 5).

Riis. 5

Seega on ka magnetiseerimata olekus ferromagneti sees tugevad magnetväljad, mille orientatsioon muutub ühelt domeenilt teisele üleminekul juhuslikult kaootiliselt. Kui keha mõõtmed ületavad oluliselt üksikute domeenide mõõtmeid, siis selle keha domeenide poolt tekitatud keskmine magnetväli praktiliselt puudub.

Kui asetame ferromagneti välisesse magnetvälja B0 , siis hakkavad domeenide magnetmomendid ümber paiknema. Ainelõikude mehaanilist ruumilist pöörlemist aga ei toimu. Magnetiseerimise ümberpööramisprotsess on seotud elektronide liikumise muutumisega, kuid mitte aatomite asukoha muutumisega sõlmedes kristallvõre. Domeenid, millel on välja suuna suhtes kõige soodsam orientatsioon, suurendavad oma suurust naabruses asuvate "valesti orienteeritud" domeenide arvelt, neelates neid. Sel juhul suureneb aine väli väga oluliselt.

Ferromagnetite omadused

1) aine ferromagnetilised omadused ilmnevad ainult siis, kui vastav aine on V kristalne olek ;

2) ferromagnetite magnetilised omadused sõltuvad tugevalt temperatuurist, kuna domeenide magnetväljade orientatsiooni takistab soojusliikumine. Iga ferromagneti jaoks on teatud temperatuur, mille juures domeeni struktuur hävib täielikult ja ferromagnet muutub paramagnetiks. Seda temperatuuri väärtust nimetatakse Curie punkt . Nii et puhta raua puhul on Curie temperatuur ligikaudu 900 °C;

3) ferromagnetid on magnetiseeritud küllastumiseni nõrkades magnetväljades. Joonis 6 näitab, kuidas muutub magnetvälja induktsioonimoodul B terases muutuva välisväljaga B0 :

Riis. 6

4) ferromagneti magnetiline läbitavus sõltub välisest magnetväljast (joon. 7).

Riis. 7

See on tingitud asjaolust, et esialgu suurenedes B0 magnetiline induktsioon B muutub tugevamaks ja sellest tulenevalt μ suureneb. Siis magnetinduktsiooni väärtuses B" 0 küllastumine toimub (μ on sel hetkel maksimumis) ja edasise suurenemisega B0 magnetiline induktsioon B1 aines lakkab muutumast ja magnetiline läbilaskvus väheneb (kipub 1):

$$\boldsymbol(\mu = \frac B(B_0) = \frac (B_0 + B_1)(B_0) = 1 + \frac (B_1)(B_0);) $$

5) ferromagnetites täheldatakse jääkmagnetiseerumist. Kui näiteks ferromagnetiline varras asetatakse solenoidi, mida vool läbib, ja magnetiseeritakse küllastumiseni (punkt A) (joonis 8) ja seejärel vähendage voolu solenoidis ja koos sellega B0 , on näha, et välja induktsioon varras selle demagnetiseerimisel jääb alati suuremaks kui magnetiseerimise protsessis. Millal B0 = 0 (vool solenoidis on välja lülitatud), on induktsioon võrdne B r (jääkinduktsioon). Varda saab solenoidilt eemaldada ja kasutada püsimagnetina. Varda lõplikuks demagnetiseerimiseks on vaja läbi solenoidi juhtida vastassuunaline vool, s.t. rakendada välist magnetvälja induktsioonivektori vastassuunaga. Nüüd suurendame selle välja induktsioonimoodulit kuni Boc , demagnetiseeri varras ( B = 0).

• Moodul Boc nimetatakse magnetvälja induktsiooni, mis demagnetiseerib magnetiseeritud ferromagneti sundjõud .

Riis. 8

Edasise suurenemisega B0 varda on võimalik magnetiseerida küllastumiseni (punkt A" ).

Nüüd kahaneb B0 nulli, saavad nad jälle püsimagneti, kuid induktsiooniga –B r (vastupidises suunas). Varda uuesti demagnetiseerimiseks tuleb solenoidis uuesti sisse lülitada algse suuna vool ja varras demagnetiseerub induktsiooni ajal B0 muutub võrdseks Boc . Ma muudkui suurendan B0 , magnetiseerige varras uuesti kuni küllastumiseni (punkt A ).

Seega toimub ferromagneti magnetiseerimisel ja demagnetiseerimisel induktsioon B taga B 0. Seda viivitust nimetatakse hüstereesi nähtus . Joonisel 8 kujutatud kõverat nimetatakse hüstereesi silmus .

Magnetiseerimiskõvera kuju (hüstereesisilmus) erineb oluliselt erinevate ferromagnetiliste materjalide puhul, mis on leidnud väga lai rakendus teaduslikes ja tehnilistes rakendustes. Mõnel magnetmaterjalil on lai silmus, millel on kõrge remanentsi ja koertsitiivsuse väärtus, neid nimetatakse magnetiliselt kõva ja neid kasutatakse püsimagnetite valmistamiseks. Teistele ferromagnetilistele sulamitele on iseloomulikud madalad sundjõu väärtused, sellised materjalid on kergesti magnetiseeritavad ja ümbermagnetiseeritavad isegi nõrkades väljades. Selliseid materjale nimetatakse magnetiliselt pehme ja neid kasutatakse erinevates elektriseadmetes – releedes, trafodes, magnetahelates jne.

Kirjandus

1. Aksenovitš L. A. Füüsika in Keskkool: teooria. Ülesanded. Testid: Proc. toetus üldisi osutavatele asutustele. keskkonnad, haridus / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C.330-335.
2. Zhilko, V. V. Füüsika: õpik. toetus 11. klassile. Üldharidus kool vene keelest lang. koolitus / V.V. Zhilko, A.V. Lavrinenko, L. G. Markovitš. - Mn.: Nar. asveta, 2002. - S. 291-297.
3. Slobodyanyuk A.I. Füüsika 10. §13 Magnetvälja vastastikmõju ainega

Märkmed

1. Arvestame magnetvälja induktsioonivektori suunda ainult ahela keskel.

Magnetiline läbilaskvus- füüsikaline suurus, koefitsient (olenevalt keskkonna omadustest), mis iseloomustab magnetinduktsiooni vahelist seost B (\displaystyle (B)) ja magnetvälja tugevus H (\displaystyle (H)) sisuliselt. Sest erinevad keskkonnad see koefitsient on erinev, seetõttu räägivad nad konkreetse keskkonna magnetilisest läbilaskvusest (mis viitab selle koostisele, olekule, temperatuurile jne).

Esmakordselt leiti see Werner Siemensi teosest "Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus" ("Panus elektromagnetismi teooriasse") 1881. aastal.

Tavaliselt tähistatakse kreeka tähega µ (\displaystyle \mu ). See võib olla nii skalaar (isotroopsete ainete puhul) kui ka tensor (anisotroopsete ainete puhul).

Üldiselt tutvustatakse magnetilise induktsiooni ja magnetvälja tugevuse vahelist seost magnetilise läbilaskvuse kaudu kui

Ja µ (\displaystyle \mu )Üldjuhul tuleb siin mõista tensorit, mis komponendi tähistuses vastab:

Isotroopsete ainete puhul suhe:

võib mõista vektori skalaariga korrutamise tähenduses (magnetiline läbilaskvus taandatakse sel juhul skalaariks).

Sageli tähistus µ (\displaystyle \mu ) kasutatakse teistmoodi kui siin, nimelt suhtelise magnetilise läbilaskvuse jaoks (antud juhul µ (\displaystyle \mu ) langeb kokku GHS-is olevaga).

Absoluutse magnetilise läbitavuse mõõde SI-s on sama, mis magnetkonstandi mõõde, see tähendab H / või / 2 .

Suhteline magnetiline läbilaskvus SI-s on seotud magnetilise tundlikkusega χ suhtega

Entsüklopeediline YouTube

• 1 / 5

  Valdav enamus aineid kuulub kas diamagnetite klassi ( μ ⪅ 1 (\displaystyle \mu \vähemumbes 1)) või paramagnetite klassi ( μ ⪆ 1 (\displaystyle \mu \gtrapprox 1)). Kuid paljudel ainetel (ferromagnetitel), näiteks raual, on tugevamad magnetilised omadused.

  Ferromagnetite puhul ei ole hüstereesi tõttu magnetilise läbilaskvuse mõiste rangelt võttes kohaldatav. Kuid magnetvälja teatud varieerumisvahemikus (nii et jääkmagnetiseeritust saab tähelepanuta jätta, kuid kuni küllastuseni) on võimalik seda sõltuvust paremas või halvemas lähenduses esitada lineaarsena (ja magnetiliselt pehmed materjalid, ei pruugi altpoolt olev piirang praktikas kuigi oluline olla) ja selles mõttes saab nende puhul mõõta ka magnetilise läbitavuse suurust.

  Mõnede ainete ja materjalide magnetiline läbilaskvus

  Mõnede ainete magnetiline tundlikkus

  Mõnede materjalide magnetiline tundlikkus ja magnetiline läbilaskvus

  Keskmine	Vastuvõtlikkus χ m (mahuline, SI)	Läbilaskvus μ [H/m]	Suhteline läbilaskvus μ/μ 0	Magnetväli	Maksimaalne sagedus
  Metglas (inglise) Metglas)		1,25	1 000 000	0,5 T juures	100 kHz
  Nanoperm (inglise) Nanoperm)		10 × 10 -2	80 000	0,5 T juures	10 kHz
  mu metall		2,5 × 10 -2	20 000	0,002 T juures
  mu metall			50 000
  Permalloy		1,0 × 10 -2	70 000	0,002 T juures
  Elektriline teras		5,0 × 10 -3	4000	0,002 T juures
  Ferriit (nikkel-tsink)		2,0 × 10 -5 - 8,0 × 10 -4	16-640		100 kHz ~ 1 MHz [ ]
  Ferriit (mangaan-tsink)		>8,0 × 10 -4	640 (ja rohkem)		100 kHz ~ 1 MHz
  Teras		8,75 × 10 -4	100	0,002 T juures
  Nikkel		1,25 × 10 -4	100 - 600	0,002 T juures
  Neodüümi magnet			1.05	kuni 1,2-1,4 T
  Plaatina		1,2569701 × 10 -6	1,000265
  Alumiiniumist	2,22 × 10 -5	1,2566650 × 10 -6	1,000022
  Puu			1,00000043
  Õhk			1,00000037
  Betoonist			1
  Vaakum	0	1,2566371 × 10 -6 (μ 0)	1
  Vesinik	-2,2 × 10 -9	1,2566371 × 10 -6	1,0000000
  Teflon		1,2567 × 10 -6	1,0000
  Safiir	-2,1 × 10 -7	1,2566368 × 10 -6	0,99999976
  Vask	-6,4 × 10-6 või -9,2 × 10 -6	1,2566290 × 10 -6	0,999994

  Seal on mikroskoopilised ringikujulised voolud ( molekulaarsed voolud). See idee leidis hiljem, pärast elektroni ja aatomi struktuuri avastamist, kinnitust: need voolud tekivad elektronide liikumisel ümber tuuma ja kuna need on orienteeritud ühtemoodi, siis kokku moodustavad nad sees välja. ja magneti ümber.

  Pildi peal A tasapinnad, kuhu paigutatakse elementaarsed elektrivoolud, on aatomite kaootilise soojusliikumise tõttu juhuslikult orienteeritud ja ainel ei ole magnetilisi omadusi. Magnetiseeritud olekus (näiteks välise magnetvälja toimel) (joonis b) need tasapinnad on orienteeritud samal viisil ja nende tegevused on kokku võetud.

  Magnetiline läbilaskvus.

  Söötme reaktsioon välise magnetvälja toimele induktsiooniga B0 (väli vaakumis) määratakse magnetilise vastuvõtlikkusega μ :

  Kus IN on magnetvälja induktsioon aines. Magnetiline läbilaskvus on sarnane dielektrilise konstandiga ɛ .

  Magnetiliste omaduste järgi jagunevad ained diamagnetid, paramagnetid Ja ferromagnetid. Diamagnetite puhul koefitsient μ , mis iseloomustab kandja magnetilisi omadusi, on väiksem kui ühtsus (näiteks vismuti puhul μ = 0,999824); paramagnetites μ > 1 (plaatina jaoks μ - 1,00036); ferromagnetites μ ≫ 1 (raud, nikkel, koobalt).

  Diamagnetid tõrjuvad magnetit, paramagnetid aga tõmbavad selle poole. Nende tunnuste järgi saab neid üksteisest eristada. Paljude ainete puhul ei erine magnetiline läbilaskvus ühtsusest peaaegu, kuid ferromagnetite puhul ületab see seda oluliselt, ulatudes mitmekümne tuhande ühikuni.

  Ferromagnetid.

  Ferromagnetitel on kõige tugevamad magnetilised omadused. Ferromagnetite tekitatud magnetväljad on palju tugevamad kui väline magnetiseeriv väli. Tõsi, ferromagnetite magnetvälju ei tekitata elektronide ringlemise tõttu tuumade ümber - orbiidi magnetmoment, ja elektroni enda pöörlemise tõttu - tema enda magnetmoment, nn tagasi.

  Curie temperatuur ( TKoos) on temperatuur, millest kõrgemal ferromagnetilised materjalid kaotavad oma magnetilised omadused. Iga ferromagneti jaoks on sellel oma. Näiteks raua jaoks T s= 753 °С, nikli puhul T s= 365 °С, koobalti jaoks T s= 1000 °C. On ferromagnetilisi sulameid, milles T s < 100 °С.

  Esimesed üksikasjalikud uuringud ferromagnetite magnetiliste omaduste kohta viis läbi silmapaistev vene füüsik A. G. Stoletov (1839-1896).

  Ferromagneteid kasutatakse üsna laialdaselt: püsimagnetitena (elektrilistes mõõteriistades, kõlarites, telefonides jne), terassüdamikena trafodes, generaatorites, elektrimootorites (magnetvälja võimendamiseks ja elektri säästmiseks). Magnetlintidele, mis on valmistatud ferromagnetitest, teostatakse heli- ja pildisalvestust magnetofonidele ja videomakkidele. Teave salvestatakse õhukestele magnetkiledele elektrooniliste arvutite salvestusseadmete jaoks.