Электричество и магнетизм. Часть 2. Миловидова А.С - 24 стр.

UptoLike

24
(кривая 3-4) и соответственно
остаточную индукцию -
.
ост
B того
же направления. Затем ферромагнетик можно опять размагнитить (кривая
4-5-6) и вновь перемагнитить до насыщения (кривая 6-1).
Рассмотренное явление отставания изменения магнитной индукции
от изменения напряженности намагничивающего поля называется
магнитным гистерезисом, а замкнутая кривая 1-2-3-4-5-6-1 - петлей
магнитного гистерезиса .
Площадь , ограниченная петлей магнитного гистерезиса ,
характеризует работу, затраченную внешним магнитным полем на
однократное перемагничивание ферромагнетика. Эта работа выделяется в
виде теплоты .
Выше отмечалось , что ферромагнетики (в отличие от диа-
парамагнетиков) обладают характерной особенностью - ниже точки Кюри
они разбиваются на самопроизвольно намагниченные до насыщения
области или домены . Линейные размеры ферромагнитных доменов 10
-2
-
10
-3
см . При достаточно сильном магнитном поле
H
H магнитные моменты
отдельных доменов выстраиваются параллельно внешнему полю и
ферромагнетики быстро намагничиваются до насыщения. При
выключении внешнего магнитного поля тепловое движение не в состоянии
полностью разрушить доменную структуру, т.е. сохраняется остаточная
магнитная индукция. Для размагничивания необходимо приложить
магнитное поле, напряженность которого равна коэрцитивному полю.
Этим объясняется магнитный гистерезис. Размагничиванию способствуют
также встряхивание и температурный нагрев. При температуре, равной
точке Кюри (например, для железа она равна 770
о
С), тепловое движение
оказывается способным дезориентировать атомы в самих доменах ,
вследствие чего ферромагнетик превращается в парамагнетик .
1. Изучение ферромагнетиков статическим методом
Приборы и принадлежности : прибор для измерения магнитной
индукции, амперметр, два реостата, два коммутатора, источник
постоянного тока (1,25 В ), трансформатор, ключ, добавочные
сопротивления, исследуемые материалы в виде стержней .
Описание схемы и методики измерений
Основной частью схемы (рис.5) является измерительный прибор
магнитоэлектрической системы , в котором постоянный магнит заменен
электромагнитом.
Сердечником электромагнита служит исследуемый ферромагнетик ,
изготовленный в виде стержня. При пропускании по обмотке
электромагнита постоянного тока J внутри образца создается магнитное
поле, напряженность
H
которого можно вычислить по формуле для
соленоида :
,
nJ
H
=
(7)
                                    24
(к ривая 3-4) и соответственно остаточную индук цию - Bо ст . того
же направл ения. Затем ф ерромагнетик можно опять размагнитить (к ривая
4-5-6) и вновь перемагнитить до насы щ ения (к ривая 6-1).
        Рассмотренное явл ение отставания изменения магнитной индук ции
от изменения напряженности намагничиваю щ его пол я назы вается
магнитны м гистерезисом, а замк нутая к ривая 1-2-3-4-5-6-1 - петл ей
магнитного гистерезиса.
        П л ощ адь,  ограниченная петл ей        магнитного    гистерезиса,
харак теризует работу, затраченную внеш ним магнитны м пол ем на
однок ратное перемагничивание ф ерромагнетик а. Э та работа вы дел яется в
видетепл оты .
        В ы ш е отмечал ось, что ф ерромагнетик и (в отл ичие от диа-
парамагнетик ов) обл адаю т харак терной особенностью - ниже точк и К ю ри
они разбиваю тся на самопроизвол ьно намагниченны е до насы щ ения
обл асти ил и домены . Л инейны е размеры ф ерромагнитны х доменов 10-2 -
10-3 см. П ри достаточно сил ьном магнитном пол е H H магнитны е моменты
отдел ьны х доменов вы страиваю тся парал л ел ьно внеш нему пол ю и
ф ерромагнетик и бы стро намагничиваю тся до насы щ ения. П ри
вы к л ю чении внеш него магнитного пол я тепл овое движение не всостоянии
пол ностью разруш ить доменную струк туру, т.е. сохраняется остаточная
магнитная индук ция. Д л я размагничивания необходимо прил ожить
магнитное пол е, напряженность к оторого равна к оэрцитивному пол ю .
Э тим объ ясняется магнитны й гистерезис. Размагничиванию способствую т
так же встряхивание и температурны й нагрев. П ри температуре, равной
точк е К ю ри (например, дл я жел еза она равна 770оС), тепл овое движение
ок азы вается способны м дезориентировать атомы в самих доменах,
всл едствиечего ф ерромагнетик превращ ается впарамагнетик .

           1. И зу чение ф ерром агнетиков статическим м етодом
    П риборы и принадл ежности: прибор дл я измерения магнитной
индук ции, амперметр, два реостата, два к оммутатора, источник
постоянного ток а (1,25 В ), трансф орматор, к л ю ч, добавочны е
сопротивл ения, исследуемы е материал ы ввидестержней.
                   О писание сх ем ы и м етодики изм ерений
       О сновной частью схемы (рис.5) явл яется измерител ьны й прибор
магнитоэл ек трической системы , в к отором постоянны й магнит заменен
эл ек тромагнитом.
Сердечник ом эл ек тромагнита сл ужит исследуемы й ф ерромагнетик ,
изготовл енны й в виде стержня. П ри пропускании по обмотк е
эл ек тромагнита постоянного ток а J внутри образца создается магнитное
пол е, напряженность H к оторого можно вы числить по ф ормул е дл я
сол еноида:
                              H = nJ ,                               (7)