La signification physique de la perméabilité magnétique relative d'une substance. Perméabilité magnétique

Bien entendu, un champ d’induction a été créé dans le fer au lieu de celui qui aurait été dans l’air. On peut donc dire que comparé à l’air, le fer est 2400 fois plus « perméable » à un champ magnétique.

La perméabilité magnétique relative du fer peut être appelée le rapport induction magnétique dans le fer et dans l'air

si un champ magnétique est observé à l'intérieur de bobines annulaires identiques, dont l'une est enroulée sur un anneau de fer et l'autre ne contient aucun corps ferromagnétique.

Dans ce cas, bien entendu, les valeurs d'induction et Вв sont déterminées à la même valeur du courant total spécifique.

Perméabilité magnétique du même matériau ferromagnétique à différentes significations l'induction est différente. En fait, imaginez la caractéristique magnétique montrée sur la Fig. 3.4, sous forme de tableau : la première ligne contient les valeurs du courant total spécifique, la seconde - les valeurs de l'induction magnétique observée dans le fer (anneau fermé à l'intérieur de la bobine), la troisième - la valeurs de l'induction magnétique dans la même bobine annulaire sans corps ferromagnétiques, augmentées de 10 000 fois.

La première ligne du tableau correspond aux expériences sur la base desquelles la caractéristique magnétique de la Fig. 3.4. La deuxième ligne est calculée à l'aide de la formule

Les valeurs relatives de perméabilité magnétique pour différentes inductions sont calculées à l'aide de la formule

Comme le montre le tableau, la perméabilité magnétique augmente d'abord puis diminue. Les résultats obtenus peuvent être représentés par le graphique présenté sur la figure. 3.5.

Riz. 3.5. Perméabilité magnétique relative fer pur en fonction du courant total spécifique

Les premières études sur les propriétés magnétiques des matériaux sur des échantillons en anneau fermé et sur l'établissement de la nature et du changement de perméabilité avec le champ appartiennent au professeur A. G. Stoletov de l'Université de Moscou. Il a souligné que pour développer l'électrotechnique, la connaissance des propriétés magnétiques de l'acier est aussi importante que la connaissance des propriétés de la vapeur pour les constructeurs de machines à vapeur.

La diminution de la perméabilité magnétique relative avec l'augmentation de l'induction représente la deuxième caractéristique corps ferromagnétiques. Au début, ils sont facilement magnétisés ; L'induction magnétique atteint des valeurs élevées avec des courants magnétisants assez faibles. Cependant, une nouvelle augmentation de l'induction magnétique nécessite une augmentation de plus en plus significative du courant - il est très difficile de créer une induction supérieure à environ 2,0 à 2,2 Tesla dans le fer. Ceci est indiqué par l’évolution plate de la caractéristique magnétique représentée sur la Fig. 3.4, dans la région des grandes inductions.

Pour augmenter l'induction de 1,65 à il faut augmenter le courant total spécifique de 100 à 1000 A. Mais pour augmenter encore l'induction, il faut augmenter le courant magnétisant à 2000 A/cm (voir tableau 3.1). Lorsque l’ordre est induit, une saturation magnétique se produit, comme on dit.

Exemple 1. Dans une bobine annulaire comportant plusieurs spires et une longueur moyenne d'un noyau en acier de 25 cm, circule un courant I = 1 A. Le flux magnétique dans un noyau en acier ayant une section s'avère égal

Le champ magnétique de la bobine est déterminé par le courant et l'intensité de ce champ, ainsi que par l'induction du champ. Ceux. L'induction de champ dans le vide est proportionnelle à l'amplitude du courant. Si un champ magnétique est créé dans un certain environnement ou une certaine substance, alors le champ affecte la substance et, à son tour, modifie le champ magnétique d'une certaine manière.

Une substance située dans un champ magnétique externe est magnétisée et un champ magnétique interne supplémentaire y apparaît. Il est associé au mouvement des électrons le long des orbites intra-atomiques, ainsi qu'autour de leur propre axe. Le mouvement des électrons et des noyaux atomiques peut être considéré comme des courants circulaires élémentaires.

Propriétés magnétiques Les courants circulaires élémentaires sont caractérisés par un moment magnétique.

En l'absence de champ magnétique externe, les courants élémentaires à l'intérieur de la substance sont orientés de manière aléatoire (chaotique) et, par conséquent, le moment magnétique total ou total est nul et le champ magnétique des courants internes élémentaires n'est pas détecté dans l'espace environnant.

L'influence d'un champ magnétique externe sur les courants élémentaires dans la matière est que l'orientation des axes de rotation des particules chargées change de sorte que leurs moments magnétiques sont dirigés dans une direction. (vers le champ magnétique externe). L'intensité et la nature de la magnétisation de différentes substances dans le même champ magnétique externe diffèrent considérablement. La grandeur caractérisant les propriétés du milieu et l'influence du milieu sur la densité du champ magnétique est dite absolue perméabilité magnétique ou perméabilité magnétique du milieu (μ Avec ) . C'est la relation = . Mesuré [ μ Avec ]=Gn/m.

La perméabilité magnétique absolue du vide est appelée constante magnétique. μ Ô =4π 10 -7 H/m.

Le rapport entre la perméabilité magnétique absolue et la constante magnétique est appelé perméabilité magnétique relativeμ c /μ 0 = μ. Ceux. la perméabilité magnétique relative est une valeur qui montre combien de fois la perméabilité magnétique absolue du milieu est supérieure ou inférieure à la perméabilité absolue du vide. μ est une quantité sans dimension qui varie sur une large plage. Cette valeur constitue la base de la division de tous les matériaux et médias en trois groupes.

Diamagnets . Ces substances ont 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.

Para-aimants . Ces substances ont μ > 1. Il s'agit notamment de l'aluminium, du magnésium, de l'étain, du platine, du manganèse, de l'oxygène, de l'air, etc. Air = 1,0000031. . Ces substances, comme les matériaux diamagnétiques, interagissent faiblement avec un aimant.

Pour les calculs techniques, μ des corps diamagnétiques et paramagnétiques est pris égal à l'unité.

Ferromagnétiques . Il s'agit d'un groupe spécial de substances qui jouent un rôle important dans l'électrotechnique. Ces substances ont μ >> 1. Il s'agit notamment du fer, de l'acier, de la fonte, du nickel, du cobalt, du gadolinium et des alliages métalliques. Ces substances sont fortement attirées par un aimant. Pour ces substances, μ = 600-10 000. Pour certains alliages, μ atteint des valeurs records allant jusqu'à 100 000. Il convient de noter que μ pour les matériaux ferromagnétiques n'est pas constant et dépend de l'intensité du champ magnétique, du type de matériau et de la température. .

La grande valeur de µ dans les ferromagnétiques s'explique par le fait qu'ils contiennent des régions d'aimantation spontanée (domaines), à l'intérieur desquelles les moments magnétiques élémentaires sont dirigés de la même manière. Une fois pliés, ils forment des moments magnétiques communs aux domaines.

En l'absence de champ magnétique, les moments magnétiques des domaines sont orientés de manière aléatoire et le moment magnétique total du corps ou de la substance est nul. Sous l'influence d'un champ extérieur, les moments magnétiques des domaines s'orientent dans une direction et forment un moment magnétique commun du corps, dirigé dans la même direction que le champ magnétique extérieur.

Ce caractéristique importante sont utilisés en pratique en utilisant des noyaux ferromagnétiques dans des bobines, ce qui permet d'augmenter fortement l'induction magnétique et le flux magnétique aux mêmes valeurs de courants et de nombre de tours ou, en d'autres termes, de concentrer le champ magnétique dans un champ relativement petit volume.

De nombreuses expériences indiquent que toutes les substances placées dans un champ magnétique sont magnétisées et créent leur propre champ magnétique, dont l'action s'ajoute à l'action d'un champ magnétique externe :

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

où $\boldsymbol(\vec(B))$ est l'induction du champ magnétique dans la substance ; $\boldsymbol((\vec(B))_(0))$ - induction magnétique du champ dans le vide, $\boldsymbol((\vec(B))_(1))$ - induction magnétique du champ résultant de la magnétisation de la matière. Dans ce cas, la substance peut soit renforcer, soit affaiblir le champ magnétique. L'influence d'une substance sur un champ magnétique externe est caractérisée par l'ampleur μ , qui est appelée perméabilité magnétique d'une substance

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

• Perméabilité magnétique est une quantité scalaire physique montrant combien de fois l'induction du champ magnétique dans cette substance diffère de l’induction du champ magnétique dans le vide.

Toutes les substances sont constituées de molécules, les molécules sont constituées d'atomes. Les couches électroniques des atomes peuvent être conventionnellement considérées comme constituées de courants électriques circulaires formés par des électrons en mouvement. Les courants électriques circulaires dans les atomes doivent créer leurs propres champs magnétiques. Les courants électriques doivent être affectés par un champ magnétique externe, de sorte que l'on peut s'attendre soit à une augmentation du champ magnétique lorsque les champs magnétiques atomiques sont alignés avec le champ magnétique externe, soit à un affaiblissement lorsqu'ils sont dans la direction opposée.
Hypothèse sur existence de champs magnétiques dans les atomes et la possibilité de modifier le champ magnétique dans la matière est tout à fait vraie. Tous substances par l'action d'un champ magnétique externe sur elles peut être divisé en trois groupes principaux : diamagnétique, paramagnétique et ferromagnétique.

Diamagnets sont appelés substances dans lesquelles le champ magnétique externe est affaibli. Cela signifie que les champs magnétiques des atomes de telles substances dans un champ magnétique externe sont dirigés à l'opposé du champ magnétique externe (µ< 1). Изменение магнитного поля даже в самых сильных диамагнетиках составляет лишь сотые доли процента. Например, висмут обладает perméabilité magnétique µ = 0,999826.

Comprendre la nature du diamagnétisme considérons le mouvement d'un électron qui vole à une vitesse v dans un champ magnétique uniforme perpendiculaire au vecteur DANS champ magnétique.

Sous l'influence Forces de Lorentz l'électron se déplacera en cercle, le sens de sa rotation est déterminé par la direction du vecteur force de Lorentz. Le courant circulaire qui en résulte crée son propre champ magnétique DANS" . C'est un champ magnétique DANS" dirigé à l'opposé du champ magnétique DANS. Par conséquent, toute substance contenant des particules chargées en mouvement libre doit avoir des propriétés diamagnétiques.
Bien que les électrons dans les atomes d'une substance ne soient pas libres, la modification de leur mouvement à l'intérieur des atomes sous l'influence d'un champ magnétique externe s'avère être équivalente au mouvement circulaire des électrons libres. Par conséquent, toute substance présente dans un champ magnétique possède nécessairement des propriétés diamagnétiques.
Cependant, les effets diamagnétiques sont très faibles et ne se retrouvent que dans les substances dont les atomes ou molécules ne possèdent pas leur propre champ magnétique. Des exemples de matériaux diamagnétiques sont le plomb, le zinc, le bismuth (μ = 0,9998).

La première explication des raisons pour lesquelles les corps ont des propriétés magnétiques a été donnée par Henri Ampère (1820). Selon son hypothèse, des courants électriques élémentaires circulent à l'intérieur des molécules et des atomes, qui déterminent les propriétés magnétiques de toute substance.

Examinons plus en détail les raisons du magnétisme des atomes :

Prenons une substance solide. Son aimantation est liée aux propriétés magnétiques des particules (molécules et atomes) qui le composent. Considérons quels circuits de courant sont possibles au niveau micro. Le magnétisme des atomes est dû à deux raisons principales :

1) le mouvement des électrons autour du noyau sur des orbites fermées ( moment magnétique orbital) (Fig. 1);

Riz. 2

2) la rotation intrinsèque (spin) des électrons ( moment magnétique de rotation) (Fig.2).

Étant donné que les plans orbitaux des différents électrons d'un atome ne coïncident pas, les vecteurs d'induction de champ magnétique créés par eux (moments magnétiques orbitaux et de spin) sont dirigés selon des angles différents les uns par rapport aux autres. Le vecteur d'induction résultant d'un atome multiélectronique est égal à la somme vectorielle des vecteurs d'induction de champ créés par des électrons individuels. Les atomes dont la couche électronique est partiellement remplie ont des champs non compensés. Dans les atomes dont les couches électroniques sont remplies, le vecteur d’induction résultant est 0.

Dans tous les cas, la modification du champ magnétique est provoquée par l'apparition de courants de magnétisation (le phénomène s'observe induction électromagnétique). Autrement dit, le principe de superposition du champ magnétique reste valable : le champ à l'intérieur de l'aimant est une superposition du champ extérieur $\boldsymbol((\vec(B))_(0))$ et du champ $\boldsymbol (\vec(B"))$ de courants magnétisants je" , qui surviennent sous l’influence d’un champ externe. Si le champ des courants de magnétisation est dirigé de la même manière que le champ externe, alors l'induction du champ total sera supérieure au champ externe (Fig. 3, a) - dans ce cas, nous disons que la substance amplifie le champ ; si le champ des courants de magnétisation est dirigé à l'opposé du champ externe, alors le champ total sera inférieur au champ externe (Fig. 3, b) - c'est dans ce sens qu'on dit que la substance affaiblit le champ magnétique.

Riz. 3

DANS matériaux diamagnétiques les molécules n'ont pas leur propre champ magnétique. Sous l'influence d'un champ magnétique externe dans les atomes et les molécules, le champ des courants de magnétisation est dirigé à l'opposé du champ externe, donc le module du vecteur d'induction magnétique $ \boldsymbol(\vec(B))$ du champ résultant sera être inférieur au module du vecteur d'induction magnétique $ \boldsymbol((\vec(B ))_(0)) $ champ extérieur.

Les substances dans lesquelles le champ magnétique externe est renforcé à la suite de l'ajout des coques électroniques des atomes de la substance aux champs magnétiques en raison de l'orientation des champs magnétiques atomiques dans la direction du champ magnétique externe sont appelées paramagnétique(µ > 1).

Para-aimants améliorent très faiblement le champ magnétique externe. La perméabilité magnétique des matériaux paramagnétiques ne diffère de l'unité que d'une fraction de pour cent. Par exemple, la perméabilité magnétique du platine est de 1,00036. En raison des très faibles valeurs de perméabilité magnétique des matériaux paramagnétiques et diamagnétiques, leur influence sur un champ extérieur ou l'effet d'un champ extérieur sur les corps paramagnétiques ou diamagnétiques est très difficile à détecter. Par conséquent, dans la pratique quotidienne ordinaire, en technologie, les substances paramagnétiques et diamagnétiques sont considérées comme non magnétiques, c'est-à-dire les substances qui ne modifient pas le champ magnétique et ne sont pas affectées par le champ magnétique. Des exemples de matériaux paramagnétiques sont le sodium, l'oxygène, l'aluminium (μ = 1,00023).

DANS para-aimants les molécules ont leur propre champ magnétique. En l'absence de champ magnétique externe dû à mouvement thermique les vecteurs induction des champs magnétiques des atomes et des molécules sont orientés de manière aléatoire, leur magnétisation moyenne est donc nulle (Fig. 4, a). Lorsqu’un champ magnétique externe est appliqué aux atomes et aux molécules, un moment de force commence à agir, tendant à les faire tourner de manière à ce que leurs champs soient orientés parallèlement au champ externe. L'orientation des molécules paramagnétiques conduit au fait que la substance est magnétisée (Fig. 4, b).

Riz. 4

L'orientation complète des molécules dans un champ magnétique est empêchée par leur mouvement thermique, c'est pourquoi la perméabilité magnétique des matériaux paramagnétiques dépend de la température. Il est évident qu’avec l’augmentation de la température, la perméabilité magnétique des matériaux paramagnétiques diminue.

Ferromagnétiques

Les substances qui renforcent considérablement un champ magnétique externe sont appelées ferromagnétiques(nickel, fer, cobalt, etc.). Des exemples de ferromagnétiques sont le cobalt, le nickel, le fer (μ atteint une valeur de 8·10 3).

Le nom même de cette classe de matériaux magnétiques vient de Nom latin fer - Ferrum. caractéristique principale Ces substances sont capables de maintenir la magnétisation en l'absence de champ magnétique externe ; tous les aimants permanents appartiennent à la classe des ferromagnétiques. Outre le fer, ses « voisins » du tableau périodique – le cobalt et le nickel – possèdent des propriétés ferromagnétiques. Les ferromagnétiques trouvent large utilisation pratique en science et technologie, un nombre important d'alliages dotés de diverses propriétés ferromagnétiques ont été développés.

Tous les exemples donnés de ferromagnétiques font référence à des métaux du groupe de transition, dont la couche électronique contient plusieurs électrons non appariés, ce qui conduit au fait que ces atomes possèdent leur propre champ magnétique important. À l'état cristallin, en raison de l'interaction entre les atomes des cristaux, des zones d'aimantation spontanée - des domaines - apparaissent. Les dimensions de ces domaines sont des dixièmes et des centièmes de millimètre (10 -4 − 10 -5 m), ce qui dépasse largement la taille d'un atome individuel (10 -9 m). Au sein d'un domaine, les champs magnétiques des atomes sont orientés strictement parallèlement, l'orientation des champs magnétiques des autres domaines en l'absence de champ magnétique externe change arbitrairement (Fig. 5).

Riz. 5

Ainsi, même dans un état non magnétisé, de puissants champs magnétiques existent à l'intérieur d'un ferromagnétique, dont l'orientation change de manière aléatoire et chaotique lors du passage d'un domaine à un autre. Si les dimensions d'un corps dépassent considérablement les dimensions des domaines individuels, alors le champ magnétique moyen créé par les domaines de ce corps est pratiquement absent.

Si vous placez un ferromagnétique dans un champ magnétique externe B 0 , alors les moments magnétiques des domaines commencent à se réorganiser. Cependant, la rotation spatiale mécanique des sections de la substance ne se produit pas. Le processus d'inversion de la magnétisation est associé à un changement dans le mouvement des électrons, mais pas à un changement dans la position des atomes aux nœuds. réseau cristallin. Les domaines qui ont l'orientation la plus favorable par rapport à la direction du champ augmentent leur taille aux dépens des domaines voisins « mal orientés », les absorbant. Dans ce cas, le champ dans la substance augmente de manière assez significative.

Propriétés des ferromagnétiques

1) les propriétés ferromagnétiques d'une substance n'apparaissent que lorsque la substance correspondante est localisée V état cristallin ;

2) les propriétés magnétiques des ferromagnétiques dépendent fortement de la température, puisque l'orientation des champs magnétiques des domaines est empêchée par le mouvement thermique. Pour chaque ferromagnétique, il existe une certaine température à laquelle la structure du domaine est complètement détruite et le ferromagnétique se transforme en para-aimant. Cette valeur de température est appelée pointe Curie . Ainsi, pour le fer pur, la température de Curie est d'environ 900°C ;

3) les ferromagnétiques sont magnétisés jusqu'à saturation dans des champs magnétiques faibles. La figure 6 montre comment le module d'induction du champ magnétique change B en acier avec changement de champ extérieur B 0 :

Riz. 6

4) la perméabilité magnétique d'un ferromagnétique dépend du champ magnétique externe (Fig. 7).

Riz. 7

Cela s'explique par le fait qu'au départ, avec une augmentation B 0 induction magnétique B devient plus fort, et donc μ augmentera. Alors, à la valeur de l'induction magnétique B"0 la saturation se produit (μ à ce moment est maximum) et avec une nouvelle augmentation B 0 induction magnétique B1 dans la substance cesse de changer et la perméabilité magnétique diminue (tend vers 1) :

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

5) les ferromagnétiques présentent une magnétisation résiduelle. Si, par exemple, une tige ferromagnétique est placée dans un solénoïde traversé par un courant et magnétisée jusqu'à saturation (point UN) (Fig. 8), puis réduisez le courant dans le solénoïde, et avec lui B 0 , alors vous pouvez remarquer que l'induction de champ dans la tige pendant le processus de sa démagnétisation reste toujours plus grande que pendant le processus de magnétisation. Quand B 0 = 0 (le courant dans le solénoïde est coupé), l'induction sera égale à B r (induction résiduelle). La tige peut être retirée du solénoïde et utilisée comme aimant permanent. Pour enfin démagnétiser la tige, vous devez faire passer un courant dans le sens opposé à travers le solénoïde, c'est-à-dire appliquer un champ magnétique externe avec la direction opposée au vecteur induction. En augmentant maintenant le module d'induction de ce champ à Boc , démagnétiser la tige ( B = 0).

• Module Boc l'induction d'un champ magnétique qui démagnétise un ferromagnétique magnétisé est appelée force coercitive .

Riz. 8

Avec une nouvelle augmentation B 0 vous pouvez magnétiser la tige jusqu'à saturation (point UN" ).

Réduire maintenant B 0 à zéro, on obtient à nouveau un aimant permanent, mais avec induction –B r (direction opposée). Pour démagnétiser à nouveau la tige, le courant dans le sens d'origine doit être réactivé dans le solénoïde, et la tige se démagnétisera lorsque l'induction B 0 deviendra égal Boc . Continuer à augmenter je B 0 , magnétiser à nouveau la tige jusqu'à saturation (point UN ).

Ainsi, lors de la magnétisation et de la démagnétisation d'un ferromagnétique, l'induction B est à la traîne B 0. Ce décalage est appelé le phénomène d'hystérésis . La courbe représentée sur la figure 8 est appelée boucle d'hystérésis .

La forme de la courbe de magnétisation (boucle d'hystérésis) varie considérablement selon les différents matériaux ferromagnétiques, qui se sont révélés très résistants. large application dans les applications scientifiques et techniques. Certains matériaux magnétiques possèdent une large boucle avec des valeurs élevées de rémanence et de coercivité, on les appelle magnétiquement dur et sont utilisés pour fabriquer des aimants permanents. D'autres alliages ferromagnétiques se caractérisent par de faibles valeurs de force coercitive ; ces matériaux sont facilement magnétisés et remagnétisés même dans des champs faibles. De tels matériaux sont appelés magnétiquement doux et sont utilisés dans divers appareils électriques - relais, transformateurs, circuits magnétiques, etc.

Littérature

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3. Slobodyanyuk A.I. Physique 10. §13 Interaction d'un champ magnétique avec la matière

Remarques

1. Nous considérons la direction du vecteur induction du champ magnétique uniquement au milieu du circuit.

Perméabilité magnétique- grandeur physique, coefficient (dépendant des propriétés du milieu) caractérisant la relation entre l'induction magnétique B (\style d'affichage (B)) et l'intensité du champ magnétique H (\style d'affichage (H)) en matière. Pour environnements différents ce coefficient est différent, ils parlent donc de la perméabilité magnétique d'un milieu particulier (c'est-à-dire sa composition, son état, sa température, etc.).

Trouvé pour la première fois dans l'ouvrage de Werner Siemens de 1881 « Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus » (« Contribution à la théorie de l'électromagnétisme »).

Généralement désigné par une lettre grecque μ (\displaystyle \mu). Il peut s'agir soit d'un scalaire (pour les substances isotropes), soit d'un tenseur (pour les substances anisotropes).

En général, la relation entre l'induction magnétique et l'intensité du champ magnétique via la perméabilité magnétique est présentée comme

Et μ (\displaystyle \mu) dans le cas général, il faut comprendre cela comme un tenseur, qui en notation composante correspond à :

Pour les substances isotropes, le rapport :

peut s'entendre dans le sens de multiplication d'un vecteur par un scalaire (la perméabilité magnétique se réduit dans ce cas à un scalaire).

Souvent la désignation μ (\displaystyle \mu) est utilisé différemment qu'ici, à savoir pour la perméabilité magnétique relative (dans ce cas μ (\displaystyle \mu) coïncide avec celui du SGH).

La dimension de la perméabilité magnétique absolue en SI est la même que la dimension de la constante magnétique, c'est-à-dire Gn/ou/2.

La perméabilité magnétique relative en SI est liée à la susceptibilité magnétique χ par la relation

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  La grande majorité des substances appartiennent soit à la classe des dia-aimants ( μ ⪅ 1 (\displaystyle \mu \lessapprox 1)), ou à la classe des para-aimants ( μ ⪆ 1 (\ displaystyle \ mu \ gtraprox 1)). Mais un certain nombre de substances (ferromagnétiques), par exemple le fer, ont des propriétés magnétiques plus prononcées.

  Dans les ferromagnétiques, en raison de l'hystérésis, la notion de perméabilité magnétique à proprement parler n'est pas applicable. Cependant, dans une certaine plage d'évolution du champ magnétisant (de sorte que l'aimantation résiduelle puisse être négligée, mais avant saturation), il est encore possible, avec une meilleure ou une moins bonne approximation, de présenter cette dépendance comme linéaire (et pour un champ magnétique doux matériaux (la limite inférieure peut ne pas être trop significative en pratique), et en ce sens, la valeur de la perméabilité magnétique peut également être mesurée pour eux.

  Perméabilité magnétique de certaines substances et matériaux

  Susceptibilité magnétique de certaines substances

  Susceptibilité magnétique et perméabilité magnétique de certains matériaux

  Moyen	Susceptibilité χ m (volume, SI)	Perméabilité µ [H/m]	Perméabilité relative μ/μ 0	Un champ magnétique	Fréquence maximale
  Metglas (anglais) Metglas)		1,25	1 000 000	à 0,5 T	100 kHz
  Nanoperm Nanoperm)		10 × 10 -2	80 000	à 0,5 T	10 kHz
  Mu métal		2,5 × 10 -2	20 000	à 0,002 T
  Mu métal			50 000
  Permalloy		1,0 × 10 -2	70 000	à 0,002 T
  Électrique acier		5,0 × 10 -3	4000	à 0,002 T
  Ferrite (nickel-zinc)		2,0 × 10 -5 - 8,0 × 10 -4	16-640		100 kHz ~ 1 MHz [ ]
  Ferrite (manganèse-zinc)		>8,0 × 10-4	640 (ou plus)		100 kHz ~ 1 MHz
  Acier		8,75×10-4	100	à 0,002 T
  Nickel		1,25×10-4	100 - 600	à 0,002 T
  Aimant néodyme			1.05	jusqu'à 1,2-1,4 T
  Platine		1,2569701 × 10 -6	1,000265
  Aluminium	2,22×10-5	1,2566650 × 10-6	1,000022
  Arbre			1,00000043
  Air			1,00000037
  Béton			1
  Vide	0	1,2566371 × 10 -6 (μ 0)	1
  Hydrogène	-2,2 × 10 -9	1,2566371 × 10-6	1,0000000
  Téflon		1,2567 × 10 -6	1,0000
  Saphir	-2,1 × 10 -7	1,2566368 × 10-6	0,99999976
  Cuivre	-6,4 × 10 -6 ou -9,2 × 10 -6	1,2566290 × 10-6	0,999994

  Il y a des microscopiques courants circulaires (courants moléculaires). Cette idée a été confirmée plus tard, après la découverte de l'électron et de la structure de l'atome : ces courants sont créés par le mouvement des électrons autour du noyau et, comme ils sont orientés de la même manière, ils forment au total un champ à l'intérieur et autour de l'aimant.

  Sur l'image UN les plans dans lesquels se trouvent les courants électriques élémentaires sont orientés de manière aléatoire en raison du mouvement thermique chaotique des atomes, et la substance ne présente pas de propriétés magnétiques. A l'état magnétisé (sous l'influence, par exemple, d'un champ magnétique externe) (Figure b) ces avions sont orientés de manière identique, et leurs actions se résument.

  Perméabilité magnétique.

  La réaction du milieu à l'influence d'un champ magnétique externe avec induction B0 (champ dans le vide) est déterminée par la susceptibilité magnétique μ :

  Où DANS— induction d'un champ magnétique dans une substance. La perméabilité magnétique est similaire à la constante diélectrique ɛ .

  En fonction de leurs propriétés magnétiques, les substances sont divisées en matériaux diamagnétiques, para-aimants Et ferromans. Pour les matériaux diamagnétiques, le coefficient μ , qui caractérise les propriétés magnétiques du milieu, est inférieur à l'unité (par exemple, pour le bismuth μ = 0,999824); en matériaux paramagnétiques μ > 1 (pour le platine μ - 1.00036); dans les ferromagnétiques μ ≫ 1 (fer, nickel, cobalt).

  Les diamagnets sont repoussés par un aimant, les matériaux paramagnétiques sont attirés par celui-ci. Grâce à ces caractéristiques, ils peuvent être distingués les uns des autres. Pour de nombreuses substances, la perméabilité magnétique est presque égale à l'unité, mais pour les ferromagnétiques, elle la dépasse largement, atteignant plusieurs dizaines de milliers d'unités.

  Ferromagnétiques.

  Les ferromagnétiques présentent les propriétés magnétiques les plus fortes. Les champs magnétiques créés par les ferromagnétiques sont beaucoup plus puissants que le champ magnétisant externe. Certes, les champs magnétiques des ferromagnétiques ne sont pas créés à la suite de la rotation des électrons autour des noyaux - moment magnétique orbital, et en raison de la propre rotation de l’électron - son propre moment magnétique, appelé rotation.

  Température de Curie ( TAvec) est la température au-dessus de laquelle les matériaux ferromagnétiques perdent leurs propriétés magnétiques. C'est différent pour chaque ferromagnétique. Par exemple, pour le fer Ts= 753 °C, pour le nickel Ts= 365 °C, pour le cobalt Ts= 1000 °C. Il existe des alliages ferromagnétiques dans lesquels Ts < 100 °С.

  Les premières études détaillées des propriétés magnétiques des ferromagnétiques ont été réalisées par l'éminent physicien russe A. G. Stoletov (1839-1896).

  Les ferromagnétiques sont assez largement utilisés : comme aimants permanents (dans les instruments de mesure électriques, haut-parleurs, téléphones, etc.), noyaux d'acier dans les transformateurs, générateurs, moteurs électriques (pour améliorer le champ magnétique et économiser de l'électricité). Les bandes magnétiques, constituées de matériaux ferromagnétiques, enregistrent le son et les images pour les magnétophones et les magnétoscopes. Les informations sont enregistrées sur de minces films magnétiques destinés aux dispositifs de stockage des ordinateurs électroniques.