Магнитные свойства ферромагнитных материалов

Магнитные свойства веществ

Все вещества: твердые, жидкие и газообразные в зависимости от магнитных свойств делятся на:

· ферромагнитные: железо, никель, кобальт и их сплавы, обладают сильными магнитными свойствами; к магнитам притягиваются; µ_отн =40-200000.

· парамагнитные: алюминий, олово, хром, марганец, платина, вольфрам, растворы солей железа и др.; слабо намагничиваются; слабее притягиваются к магнитам; µ_отн >1 (1,0037).

· диамагнитные: медь, серебро, золото, свинец, цинк, смола, вода, воздух и другие газы; от магнитов отталкиваются; µ_отн <1 (0,999).

В ферромагнитных материалах магнитная индукция значительно больше, чем в неферромагнитных материалах при одной и той же напряженности магнитного поля (т.е. при одной и той же намагничивающей силе).

Ферромагнит­ные материалы благодаря их способности намагничиваться широко применяют при изготовлении электрических машин, аппаратов и других электротехнических установок.

Ферромагнитные материалы, помещенные в магнитное поле, намагничиваются – т.е. сами становятся источниками магнитного поля.

График перемагничивания имеет вид петли, которая называется петлей Гистерезиса (рис.2.8). Явление магнитного гистерезиса заключается в том, что при изменении напряжённости намагничивающего поля Н происходит отставание в изменении магнитной индукции В.

Гистерезис – переводится как запаздывание. Объясняется тем, что молекулярные магнитики недостаточно эластичны: однажды ориентированные внешним магнитным полем, они не возвращаются в первоначальное положение после удаления магнитного поля.

Поместим стержень внутрь катушки и начнём его намагничивать, пропуская через катушку ток. С увеличением тока магнитная индукция сердечника будет возрастать (кривая о-а). При некотором значении тока (I_макс) наступит магнитное насыщение (точка а).

Начнём теперь уменьшать ток до нуля. Магнитная индукция тоже будет изменяться, но не по кривой а-о, а по кривой а-б.

При токе, равном нулю (Н также равна 0), магнитная индукция сохранит некоторое значение о-б (остаточный магнетизм), т.е. произойдёт запаздывание в изменении магнитной индукции по сравнению с изменением напряжённости намагничивающего поля.

Рисунок 2.8. Петля Гистерезиса  

Изменим направление тока в катушке. Тогда магнитная индукция, уменьшаясь, станет равной нулю при значении тока (– I₁) (минус означает, что ток проходит в другом направлении). При значении тока (- I_макс) опять наступит магнитное насыщение, но полюсы у сердечника изменятся. В случае изменения тока от (+ I_макс) до (- I_макс) и опять до (+ I_макс) получится кривая изменения магнитной индукции.

На участке А-Б - с увеличением Н возрастает В.

Чтобы размагнитить магнит, необходимо свести к нулю остаточную индукцию. Проще всего это сделать при помощи переменного поля, постепенно удаляя стальной сердечник из него (или удалением поля от сердечника). Петля Гистерезиса при этом будет становиться всё меньше и меньше и затем при слабом поле петля исчезнет, т.е. остаточная индукция станет равна нулю. Для размагничивания обычно используют переменный ток.

Контрольные вопросы

1. Как подразделяются вещества в зависимости от магнитных свойств?

2. Какие вещества называются ферромагнитными?

3. Какие вещества называются парамагнитными?

4. Какие вещества называются диамагнитными?

5. В чём суть петли Гистерезиса?

Дата добавления: 2015-05-06