Практикум по электричеству и магнетизму. Солодуха А.М - 69 стр.

UptoLike

69
(кривая 3–4) и соответственно остаточную индукцию -
ост
B
того же на-
правления. Затем ферромагнетик можно опять размагнитить (кривая 4–56) и
вновь перемагнитить до насыщения (кривая 6–1).
Рассмотренное явление отставания изменения магнитной индукции
от изменения напряженности намагничивающего поля называется маг-
нитным гистерезисом, а замкнутая кривая 1–2–3–4–5–6–1 петлей маг-
нитного гистерезиса.
Площадь, ограниченная петлей магнитного гистерезиса, характери-
зует работу, затраченную внешним магнитным полем на однократное пе-
ремагничивание ферромагнетика. Эта работа выделяется в виде теплоты.
Выше отмечалось, что ферромагнетики (в отличие от диа- парамаг-
нетиков) обладают характерной особенностью: ниже точки Кюри они раз-
биваются на самопроизвольно намагниченные до насыщения области, или
домены. Домены это макроскопические области, в каждой из которых
магнитные моменты всех атомов имеют одинаковое направление (рис. 1).
Линейные размеры ферромагнитных доменов 10
–2
10
–3
см. При доста-
точно сильном магнитном поле
H
H
магнитные моменты отдельных доме-
нов 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 размаг-
ничивания на ферромагнетик необходимо подействовать так называемой
коэрцитивной силой: это напряженность магнитного поля, в которое
необходимо поместить ферромагнетик, чтобы его полностью размагни-
тить. Этим объясняется магнитный гистерезис. Размагничиванию способ-
ствуют также встряхивание и температурный нагрев. При температуре,
равной точке Кюри (например, для железа она равна 770
о
С), тепловое дви-
жение 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 ин-
дукции, амперметр, два реостата, два коммутатора, источник постоянного
тока (1,25 В), трансформатор, ключ, добавочные сопротивления, исследуе-
мые материалы в виде стержней.
Описание схемы и методики измерений
Основной частью схемы (рис. 6) является измерительный прибор
магнитоэлектрической системы, в котором постоянный магнит заменен
электромагнитом.
Сердечником электромагнита служит исследуемый ферромагнетик 1, изго-
товленный в виде стержня. При пропускании по обмотке 2 электромагнита
(кривая 3–4) и соответственно остаточную индукцию - Bост того же на-
правления. 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 маг-
нитным гистерезисом, а замкнутая кривая 1–2–3–4–5–6–1 – петлей маг-
нитного гистерезиса.
      Площадь, ограниченная петлей магнитного гистерезиса, характери-
зует работу, затраченную внешним магнитным полем на однократное пе-
ремагничивание ферромагнетика. Эта работа выделяется в виде теплоты.
      Выше отмечалось, что ферромагнетики (в отличие от диа- парамаг-
нетиков) обладают характерной особенностью: ниже точки Кюри они раз-
биваются на самопроизвольно намагниченные до насыщения области, или
домены. Домены – это макроскопические области, в каждой из которых
магнитные моменты всех атомов имеют одинаковое направление (рис. 1).
Линейные размеры ферромагнитных доменов 10–2 – 10 –3 см. При доста-
точно сильном магнитном поле H H магнитные моменты отдельных доме-
нов 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 размаг-
ничивания на ферромагнетик необходимо подействовать так называемой
коэрцитивной силой: это напряженность магнитного поля, в которое
необходимо поместить ферромагнетик, чтобы его полностью размагни-
тить. Этим объясняется магнитный гистерезис. Размагничиванию способ-
ствуют также встряхивание и температурный нагрев. При температуре,
равной точке Кюри (например, для железа она равна 770 оС), тепловое дви-
жение 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 ин-
дукции, амперметр, два реостата, два коммутатора, источник постоянного
тока (1,25 В), трансформатор, ключ, добавочные сопротивления, исследуе-
мые материалы в виде стержней.

               Описание схемы и методики измерений
     Основной частью схемы (рис. 6) является измерительный прибор
магнитоэлектрической системы, в котором постоянный магнит заменен
электромагнитом.
Сердечником электромагнита служит исследуемый ферромагнетик 1, изго-
товленный в виде стержня. При пропускании по обмотке 2 электромагнита

                                   69