Магнитная индукция, магнитный поток и напряженность магнитного поля и магнитные материалы

Если электрическое поле связано с наличием электрического заряда, то возникновение магнитного поля связано с движением этих зарядов. Основной характеристикой магнитного поля является магнитная индукция B. Вектор маг­нитной индукции B определяется величиной силы F, который испытывает за­ряд q, движущийся в магнитном поле со скоростью V:

где q - угол между вектором скорости V и магнитноq индукции В.

Магнитным потоком Ф называется поток вектора магнитной индукции через площадь S:

где d S – элемент поверхности S. Для однородного магнитного поля (B = const) и при направлении линий поля перпендикулярно площадке можно записать: Ф = BS, где S – площадь площадки.

Магнитное поле в среде характеризуется также напряженностью магнит­ного поля H:

где m_r – безразмерная физическая величина, которая называется относительной магнитной проницаемостью и для вакуума равна единице, m₀ - абсолютная маг­нитная проницаемость среды (в системе СИ m₀= 4p×10^-7 Гн/м).

Рис. 2.7 Напряженность магнитного поля и магнитная индукция в среде

Магнитную индукцию в данной среде можно представить (Рис 2.7) как компоненту магнитного поля в узкой щели, перпендикулярной магнитному полю, а напряженность магнитного поля – как компоненту магнитного поля в узком продольном канале, вытянутом вдоль поля.

Величина относительной магнитной проницаемости m_r характеризует интен­сивность микроскопических внутренних токов, которые возникают объеме ма­териалов под воздействием внешнего магнитного поля.

По характеру зависимости магнитной проницаемости от внешнего магнит­ного поля различают три основных типа материалов:

· Диамагнитные материалы (диамагнетики) - вещества, для которых m_r £ 1 и которые намагничиваются против направления внешнего магнитного поля и выталкиваются из магнитного поля. В отсутствие внешнего магнитного поля диамагнетики немагнитны.

К диамагнетикам относится большинство газов (в т.ч. инертные газы и водород), многие металлы (в т.ч. медь, золото), а также мно­гие другие неорганические (кремний, фосфор) и органиче­ские соединения.

· Парамагнитные материалы (парамагнетики) - вещества, которые имеют вели­чину магнитной проницаемости m_r > 1, намагничиваются в направле­нии внешнего магнитного поля и втягиваются в магнитное поле

К парамагнетикам относятся металлы (алюминий, платина, щелоч­ные металлы, а также многие сплавы и окислы металлов), кислород, оксиды азота и др.

· Ферромагнитные материалы (ферромагнетики) при температуре ниже некото­рой критической (точка Кюри) имеют очень большую величину маг­нитной проницаемости m_r >>1 (до 1000 и более) и сильно втягиваются в об­ласть более сильного магнитного поля. Ферромагнетики обладают само­произвольной намагниченностью, которая может очень сильно изменяется под влиянием внешних воздействий. При температурах выше точки Кюри ферромагнетики переходят в парамагнитное состояние.

К числу ферромагнетиков относится сравнительное небольшое число материалов – железо, никель, кобальт и редкоземельные ме­таллы, а также их некоторые сплавы и окислы.

Дата добавления: 2015-03-31