Намагниченность. Магнитное поле в веществе

Вещество, в котором магнитные моменты атомов упорядочены по направлению, называется намагниченным.

Намагниченностью вещества называется магнитный момент единицы объема вещества:

, (4)

где - полный магнитный момент вещества.

На рис. 3 схематически показан на­магниченный сердечник катушки с то­ком. Внешнее магнит­ное поле со­з­дается током, те­ку­щим по намотке сер­деч­ника. Под действием внешнего поля от­дельные атомы ориентируются так, что их маг­нит­ные моменты парал­лель­ны внешнему полю. Молекулярные то­ки соседних атомов в местах их со­при­косновения текут в разных на­пра­вле­ниях и взаимно компенсируют друг дру­га. Молекулярные токи, выходящие на наружную боковую поверхность сер­деч­ника остаются некомпенсирован­ны­ми. Они складываются и дают неко­то­рый суммарный ток (ток намагничивания).

Ток намагничивания создает магнитное поле , параллельное внешнему полю , поэтому суммарное поле в сердечнике

. (5)

С другой стороны, наличие сердечника усиливает внешнее поле в раз:

. (6)

Приравнивая правые части уравнений (5,6), получим:

. (7)

В целях ясности изложения материала будем рассматривать только изотропные среды, свойства которых не зависят от направления.

Полный магнитный момент сердечника, обусловленный током намагничивания: , где - площадь поперечного сечения сердечника. Тогда величина вектора намагниченности

, (8)

где - длина сердечника, - его объём. Таким образом, величина вектора намагниченности сердечника равна линейной плотности тока намагничивания. Заметим, что и размерность вектора намагниченности такая же, как и размерность линейной плотности тока - .

Ранее для соленоида было получено

; в (7):

(9)

С другой стороны, для несильных полей намагниченность пропорциональна напряженности магнитного поля

, (10)

где - магнитная восприимчивость среды. В парамагнетиках , в диамагнетиках . Из сравнения (9, 10) получаем связь магнитной проницаемости с магнитной восприимчивостью вещества

. (11)

Дата добавления: 2014-01-06