Магнітна проникність речовини

Зв`язок між магнітним полем (H) і магнітною індукцією (B) в речовині характеризується фізичною величиною, званої магнітною проникністю. Абсолютна магнітна проникність середовища - це відношення B до H. Згідно Міжнародній системі одиниць вона вимірюється в одиницях, званих 1 генрі на метр.

Числове значення її виражається відношенням її величини до величини магнітної проникності вакууму і позначається micro-. Дана величина іменується відносної магнітної проникністю (Або просто магнітною проникністю) середовища. Як величина відносна, вона не має одиниці виміру.

Отже, відносна магнітна проникність micro- - величина, що показує, в яке число раз індукція поля даного середовища менше (або більше) індукції вакуумного магнітного поля.

При впливі на речовину зовнішнім магнітним полем воно стає намагніченим. Яким чином це відбувається? За гіпотезою Ампера, в кожному речовині постійно циркулюють мікроскопічні електроструму, викликані рухом електронів по своїх орбітах і наявністю у них власного магнітного моменту. У звичайних умовах цей рух невпорядковані, і поля «гасять» (компенсують) одне одного. При приміщенні тіла у зовнішнє поле відбувається упорядкування струмів, і тіло стає намагніченим (т. Е. Володіє своїм полем).

Магнітна проникність всіх речовин різна. Виходячи з її величини, речовини підлягають розподілу на три великі групи.

У діамагнетіков величина магнітної проникності micro- - трохи менше одиниці. Наприклад, у вісмуту micro- = 0,9998. До діамагнетиків відносяться цинк, свинець, кварц, кам`яна сіль, мідь, скло, водень, бензол, вода.

Магнітна проникність парамагнетиков трохи побільше одиниці (в алюмінію micro- = 1,000023). Приклади парамагнетиков - нікель, кисень, вольфрам, ебоніт, платина, азот, повітря.

Нарешті, до третьої групи належить цілий ряд речовин (в основному це метали і сплави), чия магнітна проникність значно (на кілька порядків) перевищує одиницю. Ці речовини - ферромагнетики. В основному сюди відносяться нікель, залізо, кобальт і їхні сплави. Для стали micro- = 8 • 10 ^ 3, для сплаву нікелю з залізом micro- = 2.5 • 10 ^ 5. Ферромагнетики володіють властивостями, що відрізняють їх від інших речовин. По-перше, вони мають залишковим магнетизмом. По-друге, їх магнітна проникність знаходиться в залежності від величини індукції зовнішнього поля. По-третє, для кожного з них існує певний поріг температури, званий точкою Кюрі, при якому він втрачає феромагнітні властивості і стає парамагнетиків. Для нікелю точка Кюрі - 360 ° C, для заліза - 770 ° C.

Властивості феромагнетиків визначає не тільки магнітна проникність, а й величина I, іменована намагниченностью даної речовини. Це складна нелінійна функція магнітної індукції, зростання намагніченості описується лінією, іменованої кривої намагніченості. При цьому, досягши певної точки, намагніченість практично перестає рости (настає магнітне насичення). Відставання величини намагніченості феромагнетика від зростаючої величини індукції зовнішнього поля називається магнітним гістерезисом. При цьому існує залежність магнітних характеристик феромагнетика не тільки від його стану в даний момент, але і від його попередньої намагніченості. Графічне зображення кривої даної залежності іменується петлею гистерезиса.

Завдяки своїм властивостям, ферромагнетики повсюдно застосовуються в техніці. Їх використовують в роторах генераторів і електродвигунів, при виготовленні сердечників трансформаторів і електромагнітних реле, у виробництві деталей електронно-обчислювальних машин. Магнітні властивості феромагнетиків використовуються в магнітофонах, телефонах, на магнітних стрічках та інших носіях.