Всего на сайте:
248 тыс. 773 статей

Главная | Физика

Измерения магнитных параметров микро - и нанодисперсных сред, Магнитное поле  Просмотрен 439

Магнитное поле

Введем физические параметры, представляющие магнитное поле и намагниченность вещества. Магнитное поле в вакууме характеризуется вектором H – напряженностью магнитного поля, [H]=А/м. Магнитное поле в веществе описывается вектором магнитной индукции B, [B] = Тл (Тесла). В случае слабомагнитных материалов, а также ферромагнетиков с малой коэрцитивной силой эти две величины связаны между собой линейной зависимостью

, (3.1)

где m0=4π×10-7 Гн/м; m — магнитная проницаемость вещества. Для вакуума (приближенно и для воздуха) m=1.

Магнитный момент единицы объема вещества представляет собой намагниченность М, [М]=А/м. С учетом этого параметра можно записать:

, (3.2)

где c – магнитная восприимчивость вещества; М= – уравнение магнитного состояния.

Параметр c изменяет свое численное значение в процессе намагничивания вещества. В слабых полях (в начале кривой намагничивания) c представляет собой так называемую начальную восприимчивость c0. Начальную магнитную восприимчивость c0 образцов МЖ можно найти по начальному наклону кривой намагничивания:

. (3.3)

При увеличении H ферромагнетик намагничивается до насыщения, т.е.

М принимает для данного материала максимальное значение МS (намагниченность насыщения).

Для характеристики вещества в различных по величине магнитных полях вводят понятие дифференциальной магнитной восприимчивости: . В полях, близких к насыщению cд®0.

Степень намагничивания сильномагнитных веществ зависит не только от величины магнитной проницаемости, но и от их геометрической формы. При намагничивании внесенного во внешнее поле сильномагнитного тела, имеющего конечные размеры, на обеих его торцевых поверхностях возникают магнитные полюса («магнитные заряды» противоположного знака), что обусловливает появление поля в веществе противоположного направления (размагничивающее поле Н¢).

Напряженность поля Н¢ пропорциональна намагниченности М, поэтому можно написать

Н¢=N×М, (3.4)

где N — коэффициент пропорциональности, который называют размагничивающим фактором. Результирующее поле в веществе Hi получим как:

Hi=He - NM. (3.5)

Строгий и точный расчет размагничивающего фактора возможен только для магнетиков в форме эллипсоидов.

При поперечном намагничивании длинного круглого стержня размагничивающий фактор будет равен:

. (3.6)

В случае намагничивания стержня вдоль оси при многократном превышении длины стержня (цилиндра с МЖ) над его диаметром N=0.

Полагая M(H)=cHi, получим Hi=He-NM=He-NcHi, откуда

и . (3.7)

Для столбика МЖ цилиндрической формы в поперечном к нему магнитном поле N=0,5, поэтому:

и . (3.8)

На начальном участке кривой намагничивания МЖ c=c0=const. В нелинейной области кривой намагничивания следует учитывать, что – отношение полных (конечных) значений М и Hi. При He>>NM получим Hi=He, следовательно, в достаточно больших магнитных полях размагничивающими полями можно пренебречь.

Предыдущая статья:ПАМЯТЬ КУЛЬТУРЫ Следующая статья:Магнитное поле в веществе. Намагниченность
page speed (0.0338 sec, direct)