Sifat magnet jirim. Kebolehtelapan magnet

Kebolehtelapan magnet. Sifat magnet bahan

Sifat magnet bahan

Sama seperti sifat elektrik sesuatu bahan dicirikan oleh kebolehtelapan, sifat magnet sesuatu bahan dicirikan oleh kebolehtelapan magnet.

Disebabkan fakta bahawa semua bahan dalam medan magnet mencipta medan magnet mereka sendiri, vektor aruhan magnet dalam medium homogen berbeza daripada vektor pada titik yang sama dalam ruang tanpa ketiadaan medium, iaitu, dalam vakum.

Hubungan itu dipanggil kebolehtelapan magnet medium.

Jadi, dalam medium homogen, aruhan magnet adalah sama dengan:

Nilai m untuk besi adalah sangat besar. Ini boleh disahkan melalui pengalaman. Jika teras besi dimasukkan ke dalam gegelung panjang, maka aruhan magnet, mengikut formula (12.1), akan meningkat m kali ganda. Akibatnya, fluks aruhan magnet akan meningkat dengan jumlah yang sama. Apabila litar yang menyalurkan gegelung magnetisasi dengan arus terus dibuka, arus aruhan muncul dalam lilitan gegelung kecil kedua di atas gegelung utama, yang direkodkan oleh galvanometer (Rajah 12.1).

Jika teras besi dimasukkan ke dalam gegelung, maka sisihan jarum galvanometer apabila litar dibuka akan menjadi m kali lebih besar. Pengukuran menunjukkan bahawa fluks magnet apabila teras besi dimasukkan ke dalam gegelung boleh meningkat beribu-ribu kali. Oleh itu, kebolehtelapan magnet besi adalah sangat besar.

Terdapat tiga kelas utama bahan dengan sifat magnet yang berbeza secara mendadak: feromagnet, paramagnet dan diamagnet.

ferromagnet

Bahan di mana, seperti besi, m >> 1, dipanggil feromagnet. Selain besi, kobalt dan nikel, serta beberapa unsur nadir bumi dan banyak aloi, adalah feromagnet. Sifat ferromagnet yang paling penting ialah kewujudan kemagnetan sisa. Bahan feromagnetik boleh berada dalam keadaan magnet tanpa medan magnet luar.

Objek besi (contohnya, rod) diketahui ditarik ke dalam medan magnet, iaitu, ia bergerak ke kawasan di mana aruhan magnet lebih besar. Oleh itu, ia tertarik kepada magnet atau elektromagnet. Ini berlaku kerana arus asas dalam besi berorientasikan sedemikian rupa sehingga arah aruhan magnet medannya bertepatan dengan arah aruhan medan magnet. Akibatnya, rod besi bertukar menjadi magnet, kutub terdekatnya bertentangan dengan kutub elektromagnet. Kutub bertentangan magnet ditarik (Rajah 12.2).

nasi. 12.2

BERHENTI! Tentukan sendiri: A1-A3, B1, B3.

Paramagnet

Terdapat bahan yang berkelakuan seperti besi, iaitu, ia ditarik ke dalam medan magnet. Bahan-bahan ini dipanggil paramagnet. Ini termasuk beberapa logam (aluminium, natrium, kalium, mangan, platinum, dll.), oksigen dan banyak unsur lain, serta pelbagai larutan elektrolit.

Oleh kerana paramagnet ditarik ke dalam medan, garis aruhan medan magnet mereka sendiri yang dicipta oleh mereka dan medan magnetisasi diarahkan ke arah yang sama, jadi medan itu dikuatkan. Oleh itu, mereka mempunyai m > 1. Tetapi m berbeza daripada perpaduan sangat sedikit, hanya dengan nilai tertib 10 -5 ... 10 -6 . Oleh itu, medan magnet yang kuat diperlukan untuk memerhatikan fenomena paramagnet.

Diamagnet

Kelas bahan khas ialah diamagnet ditemui oleh Faraday. Mereka ditolak keluar dari medan magnet. Jika anda menggantung rod diamagnet berhampiran tiang elektromagnet yang kuat, maka ia akan menolak daripadanya. Akibatnya, garis aruhan medan yang dicipta olehnya diarahkan bertentangan dengan garis aruhan medan magnetisasi, iaitu medan itu lemah (Rajah 12.3). Sehubungan itu, untuk diamagnet m< 1, причем отличается от единицы на вели­чину порядка 10 –6 . Магнитные свойства у диамагнетиков вы­ражены слабее, чем у парамагнетиков.

Kebolehtelapan magnet mutlak - ini adalah faktor perkadaran yang mengambil kira pengaruh persekitaran di mana wayar berada.

Untuk mendapatkan idea tentang sifat magnet medium, kami membandingkan medan magnet di sekeliling wayar dengan arus dalam medium tertentu dengan medan magnet di sekeliling wayar yang sama, tetapi dalam vakum. Didapati bahawa dalam beberapa kes medan lebih sengit daripada dalam vakum, dalam keadaan lain ia kurang.

Bezakan:

v Bahan dan media paramagnet di mana medan magnet yang lebih kuat diperolehi (natrium, kalium, aluminium, platinum, mangan, udara);

v Bahan dan media diamagnet yang medan magnetnya lebih lemah (perak, merkuri, air, kaca, kuprum);

v Bahan feromagnetik di mana medan magnet terkuat dicipta (besi, nikel, kobalt, besi tuang dan aloinya).

Kebolehtelapan magnet mutlak untuk bahan yang berbeza mempunyai nilai yang berbeza.

Pemalar magnet - ialah kebolehtelapan magnet mutlak vakum.

Kebolehtelapan magnet relatif medium- kuantiti tanpa dimensi yang menunjukkan berapa kali kebolehtelapan magnet mutlak sesuatu bahan lebih besar atau kurang daripada pemalar magnet:

Untuk bahan diamagnet - , untuk paramagnet - (untuk pengiraan teknikal badan diamagnet dan paramagnet ia diambil sama dengan perpaduan), untuk bahan feromagnetik - .

Ketegangan MP N mencirikan keadaan untuk pengujaan MF. Keamatan dalam medium homogen tidak bergantung pada sifat magnet bahan di mana medan dicipta, tetapi mengambil kira pengaruh magnitud arus dan bentuk konduktor pada keamatan medan magnet pada titik yang diberikan.

Ketegangan MP ialah kuantiti vektor. arah vektor H untuk media isotropik (media dengan sifat magnet yang sama dalam semua arah) , bertepatan dengan arah medan magnet atau vektor pada titik tertentu.

Keamatan medan magnet yang dicipta oleh pelbagai sumber ditunjukkan dalam rajah. 13.

Fluks magnet ialah jumlah bilangan garis magnet yang melalui seluruh permukaan yang sedang dipertimbangkan. fluks magnet F atau aliran MI melalui kawasan tersebut S , berserenjang dengan garis magnet adalah sama dengan hasil darab magnitud aruhan magnet AT mengikut saiz kawasan yang ditembusi oleh fluks magnet ini.

42) Apabila teras besi dimasukkan ke dalam gegelung, medan magnet meningkat dan teras menjadi magnet. Kesan ini ditemui oleh Ampère. Beliau juga mendapati bahawa aruhan medan magnet dalam bahan boleh lebih besar atau kurang daripada aruhan medan itu sendiri. Bahan sedemikian dikenali sebagai magnet.

Magnetik adalah bahan yang mampu mengubah sifat medan magnet luar.

Kebolehtelapan magnet bahan ditentukan oleh nisbah:

B 0 - aruhan medan magnet luar, B - aruhan di dalam bahan.

Bergantung kepada nisbah B dan B 0, bahan dibahagikan kepada tiga jenis:

1) Diamagnet(m<1), к ним относятся химические элементы: Cu, Ag, Au, Hg. Магнитная проницаемость m=1-(10 -5 - 10 -6) очень незначительно отличается от единицы.

Kelas bahan ini ditemui oleh Faraday. Bahan-bahan ini "ditolak" keluar dari medan magnet. Jika anda menggantung rod diamagnet berhampiran tiang elektromagnet yang kuat, maka ia akan menolak daripadanya. Garis aruhan medan dan magnet, oleh itu, diarahkan ke arah yang berbeza.

2) Paramagnet mempunyai kebolehtelapan magnet m>1, dan dalam kes ini ia juga sedikit melebihi perpaduan: m=1+(10 -5 - 10 -6). Magnet jenis ini termasuk unsur kimia Na, Mg, K, Al.

Kebolehtelapan magnet paramagnet bergantung pada suhu dan berkurangan dengan peningkatannya. Tanpa medan magnet, paramagnet tidak mencipta medan magnet mereka sendiri. Tiada paramagnet kekal dalam alam semula jadi.

3) ferromagnet(m>>1): Fe, Co, Ni, Cd.

Bahan-bahan ini boleh berada dalam keadaan magnet tanpa medan luar. Kewujudan kemagnetan sisa salah satu sifat penting ferromagnet. Apabila dipanaskan pada suhu tinggi, sifat feromagnetik sesuatu bahan hilang. Suhu di mana sifat ini hilang dipanggil Suhu kari(contohnya, untuk besi T Curie = 1043 K).

Pada suhu di bawah titik Curie, ferromagnet terdiri daripada domain. Domain- ini adalah kawasan kemagnetan spontan spontan (Rajah 9.21). Saiz domain adalah lebih kurang 10 -4 -10 -7 m Kejadian kawasan kemagnetan spontan dalam bahan adalah disebabkan oleh kewujudan magnet. Magnet besi boleh mengekalkan sifat magnetnya untuk masa yang lama, kerana domain di dalamnya berbaris dengan teratur (satu arah berlaku). Sifat magnet akan hilang jika magnet dipukul kuat atau dipanaskan dengan kuat. Akibat daripada pengaruh ini, domain tersebut "tidak teratur".

Rajah 9.21. Bentuk domain: a) dalam ketiadaan medan magnet, b) dengan kehadiran medan magnet luar.

Domain boleh diwakili sebagai arus tertutup dalam mikrovolum magnet. Domain ini digambarkan dengan baik dalam Rajah 9.21, yang menunjukkan bahawa arus dalam domain bergerak sepanjang gelung tertutup yang patah. Arus tertutup elektron membawa kepada kemunculan medan magnet yang berserenjang dengan satah orbit elektron. Dengan ketiadaan medan magnet luaran, medan magnet domain diarahkan secara huru-hara. Medan magnet ini berubah arah di bawah tindakan medan magnet luar. Magnetik, seperti yang telah dinyatakan, dibahagikan kepada kumpulan bergantung pada bagaimana medan magnet domain bertindak balas terhadap tindakan medan magnet luaran. Dalam diamagnet, medan magnet sebilangan besar domain diarahkan ke arah yang bertentangan dengan tindakan medan magnet luaran, dan dalam paramagnet, sebaliknya, ke arah medan magnet luaran. Walau bagaimanapun, bilangan domain yang medan magnetnya diarahkan ke arah bertentangan berbeza dengan jumlah yang sangat kecil. Oleh itu, kebolehtelapan magnet m dalam dia- dan paramagnet berbeza daripada perpaduan dengan nilai tertib 10 -5 - 10 -6 . Dalam ferromagnet, bilangan domain dengan medan magnet ke arah medan luaran adalah berkali-kali lebih besar daripada bilangan domain dengan arah bertentangan medan magnet.

Lengkung kemagnetan. Gelung histerisis. Fenomena kemagnetan adalah disebabkan oleh kewujudan kemagnetan sisa di bawah tindakan medan magnet luar pada bahan.

Histeresis magnetik fenomena kelewatan dalam perubahan aruhan magnet dalam feromagnet berbanding dengan perubahan dalam kekuatan medan magnet luar dipanggil.

Rajah 9.22 menunjukkan pergantungan medan magnet dalam bahan pada medan magnet luar B=B(B 0). Selain itu, medan luaran diplot di sepanjang paksi Ox, dan kemagnetan bahan diplot di sepanjang paksi Oy. Peningkatan dalam medan magnet luaran membawa kepada peningkatan dalam medan magnet dalam bahan di sepanjang garisan sehingga ke nilai . Pengurangan dalam medan magnet luar kepada sifar membawa kepada penurunan dalam medan magnet dalam bahan (pada titik Dengan) sehingga Dalam ost(pemagnetan sisa, yang nilainya lebih besar daripada sifar). Kesan ini adalah akibat daripada kelewatan dalam kemagnetan sampel.

Nilai aruhan medan magnet luar, yang diperlukan untuk penyahmagnetan lengkap bahan (titik d dalam Rajah 9.21) dipanggil paksaan. Nilai sifar kemagnetan sampel diperoleh dengan menukar arah medan magnet luar kepada nilai . Terus meningkatkan medan magnet luaran dalam arah yang bertentangan kepada nilai maksimum, kami membawanya ke nilai . Kemudian, kami menukar arah medan magnet, meningkatkannya kembali kepada nilai . Dalam kes ini, perkara kita kekal magnet. Hanya magnitud aruhan medan magnet mempunyai arah yang bertentangan berbanding dengan nilai pada titik. Terus meningkatkan nilai aruhan magnet ke arah yang sama, kita mencapai penyahmagnetan lengkap bahan pada titik, dan seterusnya, kita mendapati diri kita semula pada titik itu. Oleh itu, kami memperoleh fungsi tertutup yang menerangkan kitaran pengmagnetan semula lengkap. Pergantungan sedemikian untuk kitaran pembalikan magnetisasi lengkap aruhan medan magnet sampel pada magnitud medan magnet luar dipanggil gelung histerisis. Bentuk gelung histerisis adalah salah satu ciri utama mana-mana bahan feromagnetik. Walau bagaimanapun, adalah mustahil untuk sampai ke titik dengan cara ini.

Pada masa ini, agak mudah untuk mendapatkan medan magnet yang kuat. Sebilangan besar pemasangan dan peranti beroperasi pada magnet kekal. Medan 1–2 T dicapai di dalamnya pada suhu bilik. Dalam jumlah yang kecil, ahli fizik telah belajar bagaimana untuk mendapatkan medan magnet malar sehingga 4 T, menggunakan aloi khas untuk tujuan ini. Pada suhu rendah, mengikut susunan suhu helium cecair, medan magnet melebihi 10 T diperolehi.

43) Hukum aruhan elektromagnet (z. Faraday-Maxwell). peraturan Lenz

Merumuskan hasil eksperimen, Faraday merumuskan hukum aruhan elektromagnet. Dia menunjukkan bahawa dengan sebarang perubahan dalam fluks magnet dalam litar pengalir tertutup, arus aruhan teruja. Oleh itu, emf aruhan berlaku dalam litar.

Emf aruhan adalah berkadar terus dengan kadar perubahan fluks magnet dari semasa ke semasa. Rekod matematik undang-undang ini telah direka oleh Maxwell dan oleh itu ia dipanggil undang-undang Faraday-Maxwell (undang-undang aruhan elektromagnet).

Momen magnet ialah kuantiti vektor utama yang mencirikan sifat magnet sesuatu bahan. Oleh kerana sumber kemagnetan adalah arus tertutup, nilai momen magnetik M ditakrifkan sebagai hasil daripada kekuatan semasa saya ke kawasan yang diliputi oleh litar semasa S:

M = I×S A × m 2 .

Cangkang elektron atom dan molekul mempunyai momen magnetik. Elektron dan zarah asas lain mempunyai momen magnet putaran yang ditentukan oleh kewujudan momen mekanikal mereka sendiri - putaran. Momen magnet putaran elektron boleh diorientasikan dalam medan magnet luar dengan cara yang hanya mungkin dua unjuran yang sama dan berlawanan arah momen pada arah vektor medan magnet, sama dengan Bohr magneton- 9.274 × 10 -24 A × m 2.

1. Takrifkan konsep "magnetisasi" sesuatu bahan.

Kemagnetan - J- ialah jumlah momen magnet per unit isipadu bahan:

1. Takrifkan istilah "kecenderungan magnetik".

Kerentanan magnet bagi sesuatu bahan, א v- nisbah kemagnetan bahan kepada kekuatan medan magnet, per unit isipadu:

אv = , kuantiti tanpa dimensi.

Kecenderungan magnet khusus, א – nisbah kerentanan magnetik kepada ketumpatan bahan, i.e. kerentanan magnet per unit jisim, diukur dalam m 3 /kg.

1. Takrifkan istilah "ketelapan magnetik".

Kebolehtelapan magnetik, μ – ini adalah kuantiti fizik yang mencirikan perubahan aruhan magnet apabila terdedah kepada medan magnet . Untuk media isotropik, kebolehtelapan magnet adalah sama dengan nisbah aruhan dalam medium AT kepada kekuatan medan magnet luar H dan kepada pemalar magnet μ 0 :

Kebolehtelapan magnet ialah kuantiti tanpa dimensi. Nilainya untuk medium tertentu adalah 1 lebih daripada kerentanan magnet bagi medium yang sama:

μ = אv+1, sejak B \u003d μ 0 (H + J).

1. Berikan pengelasan bahan mengikut sifat magnetnya.

Mengikut struktur magnet dan nilai kebolehtelapan magnetik (kecenderungan), bahan dibahagikan kepada:

Diamagnet μ< 1 (bahan "menentang" medan magnet);

Paramagnet µ > 1(bahan lemah melihat medan magnet);

ferromagnet µ >> 1(medan magnet dalam bahan dikuatkan);

Ferrimagnets µ >> 1(medan magnet dalam bahan meningkat, tetapi struktur magnet bahan berbeza daripada struktur ferromagnet);

Antiferromagnet μ ≈ 1(bahan bertindak balas lemah kepada medan magnet, walaupun struktur magnet adalah serupa dengan ferrimagnet).

1. Huraikan sifat diamagnetisme.

Diamagnetisme ialah sifat bahan yang akan dimagnetkan ke arah medan magnet luar yang bertindak ke atasnya (mengikut undang-undang aruhan elektromagnet dan peraturan Lenz). Diamagnetisme adalah ciri semua bahan, tetapi dalam "bentuk tulen" ia menunjukkan dirinya dalam diamagnet. Diamagnet ialah bahan yang molekulnya tidak mempunyai momen magnetnya sendiri (jumlah momen magnetnya ialah sifar), jadi ia tidak mempunyai sifat lain selain diamagnetisme. Contoh diamagnet:

Hidrogen, א = - 2×10 -9 m 3 /kg.

Air, א = - 0.7×10 -9 m 3 /kg.

Berlian, א = - 0.5×10 -9 m 3 /kg.

Grafit, א = - 3×10 -9 m 3 /kg.

Tembaga = - 0.09×10 -9 m 3 /kg.

Zink, א = - 0.17×10 -9 m 3 /kg.

Perak = - 0.18×10 -9 m 3 /kg.

Emas, א = - 0.14×10 -9 m 3 /kg.

43. Huraikan sifat paramagnetisme.

Paramagnetisme adalah sifat bahan yang dipanggil paramagnet, yang, apabila diletakkan dalam medan magnet luar, memperoleh momen magnet yang bertepatan dengan arah medan ini. Atom dan molekul paramagnet, tidak seperti diamagnet, mempunyai momen magnetnya sendiri. Dengan ketiadaan medan, orientasi momen ini adalah huru-hara (disebabkan oleh gerakan haba) dan jumlah momen magnet bahan adalah sifar. Apabila medan luaran digunakan, orientasi separa momen magnet zarah ke arah medan berlaku, dan kemagnetan J ditambah kepada kekuatan medan luaran H: B = μ 0 (H + J). Induksi dalam bahan dipertingkatkan. Contoh paramagnet:

Oksigen, א = 108×10 -9 m 3 /kg.

titanium = 3×10 -9 m 3 /kg.

Aluminium, א = 0.6×10 -9 m 3 /kg.

Platinum, א = 0.97×10 -9 m 3 /kg.

44. Huraikan sifat feromagnetisme.

Ferromagnetisme ialah keadaan jirim tersusun secara magnetik, di mana semua momen magnet atom dalam isipadu jirim (domain) tertentu adalah selari, yang menyebabkan kemagnetan domain secara spontan. Kemunculan susunan magnetik dikaitkan dengan interaksi pertukaran elektron, yang bersifat elektrostatik (hukum Coulomb). Dengan ketiadaan medan magnet luaran, orientasi momen magnet domain yang berbeza boleh menjadi sewenang-wenangnya, dan isipadu jirim yang dipertimbangkan secara amnya boleh mempunyai kemagnetan yang lemah atau sifar. Apabila medan magnet digunakan, momen magnet domain berorientasikan sepanjang medan semakin banyak, semakin tinggi kekuatan medan. Dalam kes ini, nilai kebolehtelapan magnetik ferromagnet berubah dan induksi dalam bahan meningkat. Contoh ferromagnet:

Besi, nikel, kobalt, gadolinium

dan aloi logam ini antara mereka dan logam lain (Al, Au, Cr, Si, dll.). μ ≈ 100…100000.

45. Huraikan sifat ferimagnetik.

Ferrimagnetisme ialah keadaan jirim tersusun secara magnetik, di mana momen magnet atom atau ion terbentuk dalam isipadu jirim (domain) subkelat magnetik atom atau ion dengan jumlah momen magnet yang tidak sama antara satu sama lain dan berarah antiselari. Ferrimagnetisme boleh dianggap sebagai kes paling umum bagi keadaan tersusun secara magnetik, dan feromagnetisme sebagai kes dengan satu sublattice. Komposisi ferrimagnet semestinya termasuk atom ferromagnet. Contoh ferrimagnet:

Fe 3 O 4 ; MgFe2O4; CuFe 2 O 4 ; MnFe 2 O 4 ; NiFe 2 O 4 ; CoFe2O4 …

Kebolehtelapan magnet ferrimagnet adalah sama dengan susunan ferromagnet: μ ≈ 100…100000.

46. ​​Huraikan sifat antiferromagnetisme.

Antiferromagnetisme ialah keadaan tertib magnet bagi sesuatu bahan, dicirikan oleh fakta bahawa momen magnet zarah jiran bahan itu berorientasikan antiselari, dan jika tiada medan magnet luaran, jumlah kemagnetan bahan itu adalah sifar. Antiferromagnet berhubung dengan struktur magnet boleh dianggap sebagai kes khas ferimagnet di mana momen magnet sublattices adalah sama dalam nilai mutlak dan antiselari. Kebolehtelapan magnet antiferromagnet adalah hampir 1. Contoh antiferromagnet:

Cr2O3; mangan; FeSi; Fe 2 O 3 ; NIO……… μ ≈ 1.

47. Apakah nilai kebolehtelapan magnet bahan dalam keadaan superkonduktor?

Superkonduktor di bawah suhu supertransition adalah diamagnet yang ideal:

א= - 1; μ = 0.

Jika dalam eksperimen yang diterangkan di atas, bukannya teras besi, teras bahan lain diambil, maka perubahan dalam fluks magnet juga boleh dikesan. Adalah wajar untuk menjangkakan bahawa kesan yang paling ketara akan dihasilkan oleh bahan yang serupa dalam sifat magnetnya kepada besi, iaitu, nikel, kobalt, dan beberapa aloi magnet. Sesungguhnya, apabila teras bahan-bahan ini dimasukkan ke dalam gegelung, peningkatan dalam fluks magnet ternyata agak ketara. Dalam erti kata lain, kita boleh mengatakan bahawa kebolehtelapan magnetik mereka adalah tinggi; untuk nikel, sebagai contoh, ia boleh mencapai nilai 50, untuk kobalt 100. Semua bahan ini dengan nilai yang besar digabungkan menjadi satu kumpulan bahan feromagnetik.

Walau bagaimanapun, semua bahan "bukan magnet" lain juga mempunyai sedikit kesan ke atas fluks magnet, walaupun kesan ini jauh lebih rendah daripada bahan feromagnetik. Dengan ukuran yang sangat teliti, perubahan ini dapat dikesan dan kebolehtelapan magnet pelbagai bahan dapat ditentukan. Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa dalam eksperimen yang diterangkan di atas, kita membandingkan fluks magnet dalam gegelung, rongga yang dipenuhi dengan besi, dengan fluks dalam gegelung, di dalamnya terdapat udara. Semasa kita bercakap tentang bahan magnet yang kuat seperti besi, nikel, kobalt, ini tidak penting, kerana kehadiran udara mempunyai kesan yang sangat sedikit pada fluks magnet. Tetapi apabila mengkaji sifat magnet bahan lain, khususnya udara itu sendiri, kita mesti, sudah tentu, membuat perbandingan dengan gegelung tanpa udara di dalam (vakum). Oleh itu, untuk kebolehtelapan magnet kita mengambil nisbah fluks magnet dalam bahan yang dikaji dan dalam vakum. Dalam erti kata lain, kita mengambil kebolehtelapan magnet untuk vakum sebagai satu unit (jika , maka ).

Pengukuran menunjukkan bahawa kebolehtelapan magnet semua bahan adalah berbeza daripada kesatuan, walaupun dalam kebanyakan kes perbezaan ini sangat kecil. Tetapi hakikat bahawa sesetengah bahan mempunyai kebolehtelapan magnet yang lebih besar daripada satu, manakala yang lain mempunyai kurang daripada satu, adalah sangat luar biasa, iaitu, mengisi gegelung dengan beberapa bahan meningkatkan fluks magnet, dan mengisi gegelung dengan bahan lain mengurangkan fluks ini. . Yang pertama daripada bahan ini dipanggil paramagnetik (), dan yang kedua - diamagnetik (). Sebagai Jadual. 7, perbezaan dalam kebolehtelapan daripada perpaduan adalah kecil untuk kedua-dua bahan paramagnet dan diamagnet.

Perlu ditekankan terutamanya bahawa untuk badan paramagnet dan diamagnet, kebolehtelapan magnet tidak bergantung pada aruhan magnet medan magnet luar, iaitu, ia adalah nilai malar yang mencirikan bahan tertentu. Seperti yang akan kita lihat § 149, ini tidak berlaku untuk besi dan badan lain (ferromagnetik) yang serupa.

Jadual 7. Kebolehtelapan bagi sesetengah bahan paramagnet dan diamagnet

Pengaruh bahan paramagnet dan diamagnet pada fluks magnet dijelaskan, serta pengaruh bahan feromagnetik, oleh fakta bahawa fluks yang terpancar daripada arus ampere asas ditambah kepada fluks magnet yang dicipta oleh arus dalam belitan gegelung. Bahan paramagnet meningkatkan fluks magnet gegelung. Peningkatan fluks ini apabila gegelung diisi dengan bahan paramagnet menunjukkan bahawa dalam bahan paramagnet, di bawah tindakan medan magnet luar, arus asas diorientasikan supaya arahnya bertepatan dengan arah arus belitan (Rajah 276). Perbezaan sedikit daripada perpaduan hanya menunjukkan bahawa dalam kes bahan paramagnet ini fluks magnet tambahan adalah sangat kecil, iaitu, bahan paramagnet dimagnetkan dengan sangat lemah.

Pengurangan fluks magnet apabila gegelung diisi dengan bahan diamagnet bermakna dalam kes ini fluks magnet dari arus ampere asas diarahkan bertentangan dengan fluks magnet gegelung, iaitu, arus asas timbul dalam bahan diamagnet di bawah tindakan medan magnet luar, diarahkan bertentangan dengan arus belitan (Gamb. 277). Kekecilan sisihan daripada perpaduan dalam kes ini juga menunjukkan bahawa aliran tambahan arus asas ini adalah kecil.

nasi. 277. Bahan diamagnet di dalam gegelung melemahkan medan magnet solenoid. Arus asas di dalamnya diarahkan bertentangan dengan arus dalam solenoid

dipanggil kebolehtelapan magnetik . Magnet mutlakkebolehtelapan persekitaran ialah nisbah B kepada H. Menurut Sistem Unit Antarabangsa, ia diukur dalam unit yang dipanggil 1 henry per meter.

Nilai berangkanya dinyatakan dengan nisbah nilainya kepada nilai kebolehtelapan magnet vakum dan dilambangkan dengan µ. Nilai ini dipanggil magnet relatifkebolehtelapan(atau hanya kebolehtelapan magnetik) medium. Sebagai kuantiti relatif, ia tidak mempunyai unit ukuran.

Akibatnya, kebolehtelapan magnet relatif µ ialah nilai yang menunjukkan berapa kali aruhan medan bagi medium tertentu adalah kurang (atau lebih) daripada aruhan medan magnet vakum.

Apabila bahan terdedah kepada medan magnet luar, ia menjadi magnet. Bagaimana ini berlaku? Menurut hipotesis Ampere, arus elektrik mikroskopik sentiasa beredar dalam setiap bahan, disebabkan oleh pergerakan elektron dalam orbitnya dan kehadirannya sendiri. Dalam keadaan biasa, pergerakan ini tidak teratur, dan medan "memadamkan" (mengimbangi) antara satu sama lain . Apabila badan diletakkan dalam medan luaran, arus diperintahkan, dan badan menjadi magnet (iaitu, ia mempunyai medan sendiri).

Kebolehtelapan magnet semua bahan adalah berbeza. Berdasarkan saiznya, bahan tertakluk kepada pembahagian kepada tiga kumpulan besar.

Pada diamagnet nilai kebolehtelapan magnetik µ adalah kurang sedikit daripada kesatuan. Sebagai contoh, bismut mempunyai µ = 0.9998. Diamagnet termasuk zink, plumbum, kuarza, kuprum, kaca, hidrogen, benzena, dan air.

Kebolehtelapan magnet paramagnet lebih sedikit daripada perpaduan (untuk aluminium, µ = 1.000023). Contoh paramagnet ialah nikel, oksigen, tungsten, ebonit, platinum, nitrogen, udara.

Akhir sekali, kumpulan ketiga termasuk beberapa bahan (terutamanya logam dan aloi), yang kebolehtelapan magnetnya dengan ketara (dengan beberapa susunan magnitud) melebihi perpaduan. Bahan-bahan ini adalah ferromagnet. Ini terutamanya termasuk nikel, besi, kobalt dan aloinya. Untuk keluli µ = 8∙10^3, untuk aloi nikel-besi µ=2.5∙10^5. Ferromagnet mempunyai sifat yang membezakannya daripada bahan lain. Pertama, mereka mempunyai kemagnetan sisa. Kedua, kebolehtelapan magnet mereka bergantung pada magnitud aruhan medan luaran. Ketiga, bagi setiap daripada mereka terdapat ambang suhu tertentu, dipanggil Titik curie, di mana ia kehilangan sifat feromagnetiknya dan menjadi paramagnet. Untuk nikel, titik Curie ialah 360°C, untuk besi ialah 770°C.

Sifat ferromagnet ditentukan bukan sahaja oleh kebolehtelapan magnet, tetapi juga oleh nilai I, yang dipanggil kemagnetan daripada bahan ini. Ini adalah fungsi tak linear kompleks aruhan magnetik, pertumbuhan kemagnetan digambarkan oleh garis yang dipanggil keluk magnetisasi. Dalam kes ini, setelah mencapai titik tertentu, kemagnetan hampir berhenti berkembang (adalah ketepuan magnetik). Ketinggalan nilai kemagnetan ferromagnet daripada peningkatan nilai aruhan medan luaran dipanggil histerisis magnetik. Dalam kes ini, terdapat pergantungan ciri magnet ferromagnet bukan sahaja pada keadaan semasa, tetapi juga pada kemagnetan sebelumnya. Perwakilan grafik lengkung pergantungan ini dipanggil gelung histerisis.

Oleh kerana sifatnya, ferromagnet digunakan secara meluas dalam kejuruteraan. Ia digunakan dalam pemutar penjana dan motor elektrik, dalam pembuatan teras pengubah dan dalam pengeluaran bahagian untuk komputer elektronik. ferromagnet digunakan dalam perakam pita, telefon, pita magnetik dan media lain.