Курс общей физики. Лазарев А.П - 50 стр.

UptoLike

Рубрика: 

50
Способность различных веществ к намагничиванию
характеризуют еще вектором интенсивности намагничивания
0
J
r
, который
равен векторной сумме магнитных моментов всех атомов, содержащихся в
единице объема вещества . Вектор намагничивания
J
r
связан с вектором
индукции собственного магнитного поля
.собст
B
r
соотношением
.
0
.
JB
собст
r
r
µ=
(5)
Из (1), (3) и (5) следует, что
.
0
0
.
0
JHBBB
собст
µµ +=+=
(6)
Итак, вектор
J
r
характеризует магнитное поле, созданное магнитными
моментами атомов вещества ; вектор
H
r
характеризует магнитное поле
вакуума, созданного токами в проводниках; вектор
B
r
характеризует
результирующее магнитное поле, т.е. поле , созданное и токами в
проводниках, и магнитными моментами атомов вещества .
Для диамагнетиков
1
<
µ
, для парамагнетиков -
.
1
>
µ
В обоих
случаях величина магнитной проницаемости µ не зависит от
напряженности магнитного поля
H
и близка к единице.
У ферромагнетиков
1
>>
µ
и зависит от напряженности
H
внешнего
магнитного поля. С ростом
H
магнитная проницаемость сначала быстро
возрастает, достигая максимума, а затем уменьшается, приближаясь при
очень сильных полях к значению
1
=
µ
.
Поэтому в ферромагнетиках магнитная индукция уже не будет
пропорциональна напряженности внешнего магнитного поля. При
сравнительно небольшой величине напряженности
H
H индукция
достигает довольно большого значения
H
B , после чего она изменяется
слабо, т.е. наступает как бы ее насыщение.
Если в ферромагнетике, насыщенном , например,
до состояния
H
B (рис.3), начать уменьшать
напряженность внешнего магнитного поля
H
, то
индукция
B
будет также уменьшаться. Однако
ее уменьшение будет происходить не по кривой
1-0, а по кривой 1-2 графика намагничивания.
При
H
=0 ферромагнетик не размагничивается
полностью - в нем сохраняется остаточная
магнитная индукция
.
ост
B .
Полное размагничивание (кривая 2-3) наступит
лишь в том случае, если к образцу приложить
внешнее магнитное поле
c
HH
=
, т.е. поле противоположного знака. Эта
напряженность магнитного поля называется коэрцитивным полем .
Дальнейшее увеличение магнитного поля противоположного знака
вызовет индукцию -
H
B обратного направления (кривая 3-4) и
Рис.
3
В
ост
Н
н
В
н
В
Н
+Н
с
Н
с
В
ост
                                          50
         С пособность         ра зличны х вещ еств       к       на м а гн
                                                                        r ичива нию
 ха ра к теризую т ещ е век тором интенсивности на м а гничива ния J 0 , к оторы й
 ра венвек торной сум м е м а гнитны х м ом ентов всех а томr ов, содержа щ ихся в
 единице объ ем а вещ ества . В ек тор на м а гничива ния J связа н с век тором
                                          r
 индук ции собственного м а гнитного поля B собст. соотнош ением
                     r                r
                     Bсобст. = µ 0 J .                                             (5)
 И з (1), (3) и (5) следует, что
                  r r      r             r       r
                  B = B0 + Bсобст. = µ 0 H + µ 0 J .                                (6)
                    r
 И та к , век тор J ха ра к теризует м а гнитн   rое поле, созданное м а гнитны м и
 м ом ента м и а том ов вещ ества ; век тор H ха ра к теризуетr м а гнитное поле
 ва к уум а , созда нного ток а м и в проводник а х; век тор B ха ра к теризует
 результирую щ ее м а гнитное поле, т.е. поле, созданное и ток а м и в
 проводник а х, и м а гнитны м и м ом ента м и а том оввещ ества .
         Д ля диа м а гнетик ов µ < 1 , для па ра м а гнетик ов - µ > 1. В обоих
 случа ях величина м а гнитной проница ем ости µ не за висит от
 на пряженности м а гнитного поля H и близк а к единице.
         У ф ерром а гнетик ов µ >> 1 и за виситотна пряженности H внеш него
 м а гнитного поля. С ростом H м а гнитна я проница ем ость сна ча ла бы стро
 возра ста ет, достига я м а к сим ум а , а за тем ум еньш а ется, приближа ясь при
 очень сильны х полях к зна чению µ = 1 .
 П оэтом у в ф ерром а гнетик а х м а гнитна я индук ция уже не будет
 пропорциона льна на пряженности внеш него м а гнитного поля. П ри
 сра внительно небольш ой величине на пряженности H H индук ция
 достига ет довольно больш ого зна чения BH , после чего она изм еняется
 сла бо, т.е. на ступа етк а к бы ее на сы щ ение.
                                Е сли в ф ерром а гнетик е, на сы щ енном , на прим ер,
                 В              до состояния BH (рис.3), на ча ть ум еньш а ть
         Вн             1       на пряженность внеш него м а гнитного поля H , то
               2                индук ция B будет та к же ум еньш а ться. О дна к о
         Вост
                          Н     ее  ум еньш ение будет происходить не по к ривой
        3           6           1-0, а по к ривой 1-2 гра ф ик а на м а гничива ния.
      –Н с 0       +Н с Н н П ри H =0 ф ерром а гнетик не ра зм а гничива ется
             5 –Вост            полностью - в нем сохра няется оста точна я
4                               м а гнитна яиндук ция Bост. .
                                П олное ра зм а гничива ние (к рива я 2-3) на ступит
                    Рис.3       лиш ь в том случа е, если к обра зцу приложить
 внеш нее м а гнитное поле H = − H c , т.е. поле противоположного зна к а . Э та
 на пряженность м а гнитного поля на зы ва ется к оэрцитивны м полем .
 Д а льнейш ее увеличение м а гнитного поля противоположного зна к а
 вы зовет индук цию          - BH обра тного на пра вления (к рива я 3-4) и