Moddalarning magnit xususiyatlari Reja. Magnit xususiyatlari bo'yicha moddalarni tasniflash. Magnit materiallarning tasnifi

Histerez magnit maydon kuchlanishidan induksiya o'zgarishining kechikishi deyiladi.
Maksimal maydon kuchida olingan nosimmetrik histerez tsikli H m ferromagnitning to'yinganligiga mos keladigan deyiladi chegara davri.
Limit sikli uchun induksiya qiymatlari ham o'rnatiladi B r da H= 0, deyiladi qoldiq induksiya va qiymati H c da B= 0, chaqirildi majburiy kuch ... Majburiy (ushlab turuvchi) kuch qoldiq induksiyani nolga tushirish uchun moddaga tashqi maydonning qanday intensivligini qo'llash kerakligini ko'rsatadi.
Chegara tsiklining shakli va xarakterli nuqtalari ferromagnitning xususiyatlarini aniqlaydi. Qoldiq induksiyasi, majburlovchi kuchi va histerez tsikli sohasi bo'lgan moddalar deyiladi magnit qattiq .
Ular doimiy magnitlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Qoldiq induksiyasi va histerez halqasining maydoni (8a rasmdagi egri chiziq 2) bo'lgan moddalar deyiladi. yumshoq magnit va elektr qurilmalarining, ayniqsa vaqti-vaqti bilan o'zgarib turadigan magnit oqimi bilan ishlaydigan magnit davrlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.


Histerez tsiklining maydoni ferromagnitning magnitlanishini qaytarish uchun bajarilishi kerak bo'lgan ishni tavsiflaydi. Agar ish sharoitlariga ko'ra ferromagnit magnitlangan bo'lishi kerak bo'lsa, u holda histerez halqasining maydoni kichik bo'lgan magnit yumshoq materialdan tayyorlanishi kerak. Transformator yadrolari yumshoq ferromagnitlardan tayyorlanadi.
Moddalarning magnit xususiyatlari
Tashqi magnit maydon ta'sirida domenlarning magnit momentlari ushbu maydon yo'nalishiga yo'naltirilgan. Natijada, ferromagnitda magnit induksiyali kuchli ichki magnit maydon paydo bo'ladi IN " tashqi maydonning magnit induktsiyasi bilan yo'nalishga to'g'ri keladi IN 0 . Shuning uchun induksiya moduli IN hosil bo'lgan magnit maydon ferromagnitda ancha katta, maydon vakuumda, ya'ni. B »B 0 . Tashqi magnit maydon ta'sirida domenlarning barcha magnit momentlari maydon bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, ferromagnit namunaning to'yinganligi boshlanadi.Yuqoridagi Kyuri nuqtasi deb nomlangan har bir modda uchun ma'lum bir harorat nuqtalariga etganda, domen tuzilishi qulaydi va ferromagnet o'ziga xos xususiyatlarini yo'qotadi.Shunday qilib, m »1 chaqiriladigan moddalar ferromagnitlar. Bularga Fe, Co, Ni, Gd elementlari va ko'plab qotishmalar kiradi. Tashqi magnit maydonida ferromagnitik namuna paramagnet kabi harakat qiladi. Ammo ferromagnitning magnit o'tkazuvchanligi m kuchga bog'liq H tashqi magnit maydon va juda keng diapazonda o'zgarib turadi, natijada qaramlik B =f(H) chiziqli emas . Ba'zi qotishmalar uchun m qiymatlari o'n mingga etadi. Shuning uchun ferromagnitlar yuqori magnitli moddalardir.Har bir ferromagnit uchun ma'lum bir harorat mavjud Kyuri punkti, qizdirilganda yuqorida berilgan modda ferromagnit xususiyatlarini yo'qotadi va paramagnetga aylanadi. Masalan, Fe uchun Kyuri nuqtasi 1043 K ni, Ni uchun esa 631 K ni tashkil qiladi.Jismlarning magnitlanishi jarayonini tushuntirish uchun Amper moddaning molekulalarida aylana oqimlari (molekulyar toklar) aylanishini taklif qildi. Har bir bunday oqim magnit momentga ega va atrofdagi kosmosda magnit maydon hosil qiladi. Tashqi maydon bo'lmagan taqdirda, molekulyar oqimlar tasodifiy yo'naltirilgan bo'lib, natijada ular tufayli hosil bo'lgan maydon nolga teng. Ayrim molekulalarning magnit momentlarining xaotik yo'nalishi tufayli tananing umumiy magnit momenti ham nolga teng. Maydon ta'sirida molekulalarning magnit momentlari bir yo'nalishda ustun yo'nalishga ega bo'ladi, natijada magnit magnitlanadi - uning umumiy magnit momenti nolga teng bo'ladi. Bunday holda, individual molekulyar oqimlarning magnit maydonlari endi bir-birini qoplamaydi va maydon paydo bo'ladi IN "... Magnitning magnitlanishini birlik hajmining magnit momenti bilan tavsiflash tabiiydir. Ushbu qiymat deyiladi magnitlanish va harf bilan belgilanadi J... Magnitlanish odatda magnit induktsiya bilan emas, balki maydon kuchliligi bilan bog'liq. Har bir nuqtada ishoniladi.Dielektrik sezuvchanlikdan farqli o'laroq, bu faqat ijobiy qiymatlarga ega bo'lishi mumkin (qutblanish) R izotropik dielektrikda doimo maydon bo'ylab yo'naltiriladi E), magnit sezuvchanlik χ ham ijobiy, ham salbiy bo'lishi mumkin. Shuning uchun magnit o'tkazuvchanlik μ u bittadan ko'p yoki ozroq bo'lishi mumkin.Zaif magnitlangan moddalarning magnitlanishi maydon kuchiga qarab chiziqli ravishda o'zgaradi. Ferromagnitlarning magnitlanishi s ga bog'liq H murakkab usulda. Rasmda - 3.39 berilgan magnitlanish egri chizig'i magnit momenti dastlab nolga teng bo'lgan ferromagnet. Zotan bir necha serstedlar (~ 100 A / m) darajasidagi maydonlarda magnitlanish J to'yinganlikka etadi. Diagrammadagi asosiy magnitlanish egri chizig'i B - H rasmda ko'rsatilgan. 59.2 (egri chiziq) 0-1). Doygunlikka yetganda IN beri o'sishda davom etmoqda H chiziqli. Agar magnitlanishni to'yinganlikka keltirsak (nuqta) 1 rasmda - 3.40) va keyin magnit maydon kuchini, keyin indüksiyani kamaytiring IN asl egri chiziqqa amal qilmaydi 0-1, egri chiziqqa qarab o'zgaradi 1-2. Natijada, tashqi maydon kuchlanishi nolga aylanganda (nuqta) 2), magnitlanish yo'qolmaydi va qiymati bilan tavsiflanadi IN r , deb nomlangan qoldiq induksiya... Bunday holda, magnitlanish muhim ahamiyatga ega J r remanans deb ataladi.

Shakl - 3.39	Shakl - 3.40

Induksiya IN faqat maydon ta'sirida yo'qoladi H dan , magnitlanishni keltirib chiqaradigan maydonga qarama-qarshi yo'nalishga ega. Kuchlanish H dan deb nomlangan majburiy kuch.Doimiy magnitlanishning mavjudligi doimiy magnitlarni, ya'ni makroskopik oqimlarni ushlab turish uchun energiya sarfi bo'lmagan, magnit momentga ega va atrofdagi kosmosda magnit maydon hosil qiladigan jismlarni ishlab chiqarishga imkon beradi. Doimiy magnit o'z xususiyatlarini yaxshiroq saqlaydi, u ishlab chiqarilgan materialning majburlash kuchi shunchalik katta bo'ladi.O'zgaruvchan magnit maydon ferromagnitga ta'sir qilganda induksiya egri chiziqqa mos ravishda o'zgaradi / - 2 -3-4-5-1 (rasm - 3.40), deyiladi histerez tsikli(shunga o'xshash pastadir diagrammada olingan J- H). Agar maksimal qiymatlar bo'lsa H shundayki, magnetizatsiya to'yinganlikka etadi, maksimal histerez tsikli deb ataladi (rasmdagi qattiq pastadir - 3.40). Agar amplituda qiymatlarda bo'lsa H to'yinganlikka erishilmayapti, pastadir olinadi, unga qisman pastadir deyiladi (rasmda kesikli pastadir). Cheksiz sonli xususiy tsikllar mavjud, ularning hammasi maksimal histerez tsikliga to'g'ri keladi. Histerezis ferromagnet magnitlanishi aniq funktsiya emasligiga olib keladi H, bu ko'p jihatdan namunaning oldingi tarixiga - ilgari qaysi sohalarda bo'lganiga bog'liq edi.Qaramlikning noaniqligi tufayli IN dan H o'tkazuvchanlik tushunchasi faqat asosiy magnitlanish egri chizig'iga taalluqlidir. Ferromagnitlarning magnit o'tkazuvchanligi μ shuning uchun magnit sezuvchanlik also ham maydon kuchliligining funktsiyasidir. Rasmda - 3.41 , lekin magnitlanishning asosiy egri chizig'i ko'rsatilgan. (biz boshidan egri chiziqning ixtiyoriy nuqtasidan o'tuvchi to'g'ri chiziqni chiqaramiz. Nishabning tangensi: to'g'ri chiziq nisbati bilan mutanosib B / H, t. e) magnit o'tkazuvchanlik μ, mos keladigan kuchlanish qiymati uchun N. Ko'payganda H noldan moyillik burchagi (va shuning uchun) μ ) birinchi bo'lib o'sadi. Shu nuqtada 2 u maksimal darajaga etadi (to'g'ri chiziq) HAQIDA egri chiziqqa tegib turadi) va keyin kamayadi. Rasmda - 3.41, b qaramlik grafigi berilgan μ dan N. Rasmdan ko'rinib turibdiki, o'tkazuvchanlikning maksimal qiymatiga to'yinganlikka nisbatan bir oz oldinroq erishiladi. Cheksiz o'sish bilan H o'tkazuvchan asimptotik ravishda birlikka yaqinlashadi. Bu fakt / iboradan kelib chiqadi μ = 1 - J/ H 1 qiymatidan oshmasligi kerak.

Shakl - 3.41

Miqdorlar IN r (yoki J r ), H dan va μ ferromagnetning asosiy xarakteristikalari. Agar majburlash kuchi bo'lsa H dan ajoyib narsaga ega ferromagnitning kattaligi deyiladi qattiq... Bu keng histerez tsikli bilan tavsiflanadi. Ferromagnet kichik H dan (va shunga ko'ra, tor histerezisli ilmoq) deyiladi yumshoq... Maqsadga qarab, ferromagnitlar u yoki bu xususiyat bilan olinadi. Shunday qilib, doimiy magnitlar uchun men qattiq ferromagnitlardan foydalanardim va transformator yadrolari uchun yumshoq. Ferromagnetikada Kyui nuqtasining mavjudligini atomlarning issiqlik harakatida ishtirok etishini hisobga olgan holda tushunish mumkin: harorat past bo'lsa ham, atomlar o'zlarining magnit momentlarining domenlar ichidagi parallel yo'nalishini saqlab qoladilar. Ammo harorat ko'tarilishi bilan issiqlik harakati ham oshadi.Modda ma'lum bir modda uchun ma'lum bir haroratga yetganda, issiqlik harakati bu yo'nalishni yo'q qiladi - domen yo'qoladi. Bundan tashqari, ferromagnetika o'zini paramagnet kabi tutadi.Ferromagnetizm nazariyasining asoslarini 1928 yilda Ya. I. Frenkel va V. Xeyzenberg yaratganlar. Bizning davrimizda magnitlar ularning magnit xususiyatlaridan fan va texnikada keng foydalanilmoqda.