Câmpul magnetic similar cu electric, este un purtător de energie. Este firesc să presupunem că energia câmpului magnetic egal cu lucrul mecanic consumat pentru a crea o sursă de curent de acest domeniu.
Să considerăm circuitul care conține bobina de inductanță L și rezistența Rc. sursa de curent ε cu o rezistență internă a r (Fig. 125). circuit de impedanță
Odată cu închiderea energiei circuitului sursă de curent este consumată pentru a depăși rezistența ohmică și a depăși εs EMF auto-inducție. egalității
În cazul în care i - valoarea instantanee a curentului, care atunci când este pornit variază de la 0 la I. Evident,
sau ε = iR - = iR + CE prin
Înmulțim ambele părți de IDT
În cazul în care ε IDT - activitatea desfășurată de sursa de curent în timpul dt de timp; Lidi - energia consumată pentru a crea o bobină câmp magnetic, având o inductanță L, dW = Lidi; i2 RDT - energia consumată în încălzirea conductorului.
Energia totală a câmpului magnetic W, energia stocată în bobina cu o creștere a curentului de la 0 la I este
În cazul în care Ψ bobina de flux legătură = LI, energia va câmp magnetic
Ne exprimăm energia câmpului magnetic, prin caracteristicile sale B și N.
Flux legătura Ψ = BNS; Intensitatea câmpului în bobina H = nin =
unde V = Sl este volumul bobinei, în care energia câmpului magnetic aproape toate concentrate, care este egal cu
Având în vedere că B = μ μ0 H, obținem
Densitatea în vrac a energiei câmpului magnetic - relația dintre energia câmpului pentru volum
Unitatea J / m 3.
Câmpul magnetic în material.
Toate substanțele într-un fel sau altul sunt magnetice. Prin urmare, toate substanțele pot fi menționate magneți, adică substanțe capabile de a achiziționa un câmp magnetic exterior, proprietățile magnetice, cu alte cuvinte, magnetizate și va crea un câmp magnetic propriu TVA. Proprietățile magnetice ale materialului sunt determinate de proprietățile magnetice ale electronilor si atomilor ai materialului.
Propunerea unui electron dintr-un atom de raza orbitei r valență echivalentă cu o buclă închisă cu curent. Momentul magnetic circuit de curent este pM = IS pM. Zona tur con S = πr 2. un curent în acesta I = e ν, în cazul în care e - sarcina unui electron, ν - Toth electron-oră de rotație. Apoi = IS = pM eνπr 2. Dat fiind faptul că viteza de rotație a electronului v v = 2 πrν și
Valoare numita pM moment magnetic orbital.
Un electron se deplasează într-o orbită are un orbital unghiular puls impuls L = MVR. Raportul orbital-picior magnetic pM și momente mecanice L
denumit raportul giromagnetic
Semnul minus înseamnă că vectorul și L pM
direcții opuse (fig. 126).
electron în plus orbital are propriile sale de moment magnetic și ρms mecanice Ls momente pentru care raportul-giroscopic magnetic este
Momentul magnetic al atomului este compus din momentele orbitale și SOB guvernamentale ale electronilor sale constitutive (și miez). Atunci când un câmp magnetic H extern se produce o anumită orientare a atomilor și moleculelor vesche-TION, rezultând într-o ordonată vectorii de direcție ρmi atomilor individuali și molecule ale magnetului, prin care Av volum magnet capătă un anumit moment magnetic total, care se caracterizează prin vectorul magnetizare J
unde n este numărul de atomi (molecule) într-un volum Av. Unitatea J [A / m].
Numărul de molecule orientate și gradul de orientare a câmpului relativ-telno va fi proporțională cu H, adică J = χH, unde χ - magnet-magnet sensibilitate.
Câmpul magnetic din materialul produs de doua tipuri de curenti - makrotokami si microcurrent. Makrotoki - un curenți de conducție generate de mișcarea de sarcini libere. Micro-curenti - este curenții datorită mișcării electronilor în atomi, molecule sau ioni. Atunci când faceți un magnet într-un câmp magnetic extern cu B0 de inducție este magnetizat și creează propriul câmp magnetic de inducție cu B“. Inducția rezultantă câmp după câmpuri externe proprii în-Propozitia și este egală cu B = B 0 + B“. În funcție de valoarea μ permeabilitatea magnetică, toate substanțele sunt împărțite în 3 grupe: diamagnetice, paramagnetice și materiale feromagnetice.
Diamagnetics - o substanță pentru care p <1 и χ <0. При наложении внешнего поля в них возникает собственное поле, на-правленное навстречу основному, т.е. векторы В0 и В ' имеют про-тивоположное направление. У диамагнетиков атомы вещества не обладают магнитным моментом (векторная сумма орбитальных и спиновых магнитных моментов электронов в атоме равна нулю). Однако при наложении на них внешнего магнитного поля в них на-водится некоторый магнитный момент, направленный навстречу внешнему полю, что и приводит к ослаблению внешнего магнит-ного поля в объеме диамагнетика.
Paramagnetic - o substanță în care totalul atomilor momentul magnetic magine (suma vectorială a orbital și de spin momentelor magnetice ale electronilor din atom) este diferit de zero. În această chestiune câmpul magnetic exterior este nu numai induce moment de-magnet-lea, dar, de asemenea, momentele orienteaza magnetice ale atomilor la bord pe teren, în ciuda faptului că mișcarea termică tinde să le împrăștie uniform în toate direcțiile. Apare din cauza orientării pozitive a atomilor un moment magnetic este semnificativ mai mare decât cuplul negativ (in-dutsiruemy datorită electron precesie cum ar fi diamagneti-ing). Prin urmare, momentul magnetic rezultat este în mod pozitiv, substanța se comportă ca un paramagnet la care p> 1 și χ> 0.
Induction Câmpul rezultant într-un paramagnetic fie mai mare decât inducerea B0 câmpului extern. B = B 0 + B“.
Vectorul magnetizare în magnet caracterizat J. Premagnetizare, care are aceeași dimensiune [A / m], și că N. tensiune Prin urmare, pentru a descrie un câmp magnetic într-o expresie magnetic utilizat frecvent
vector magnetizare este zero în vid, iar materialul este proporțională cu N. J = χH și
Adimensional μ = 1 + χ relativă medie numită permeabilitate-mag netic. După cum se poate χ clorhidric pozitiv și negativ, atunci μ poate fi mai mică decât unitatea (pentru diamagnetic-netikov) sau mai mare decât unitatea (y paramagnetic).
Feromagnetic - o clasă specială de substanțe, magnetizarea, care este de multe ori (până la 10 iunie) este mai mare decât magnetizarea dia-și paramagnetic. Printre acestea se numără Fe, Co, Gd, etc și aliajele și compușii acestora. proprietăți feromagnetice numai cristale inerente si explicate prin structura lor de domeniu. În cristale cu zone spontane magnetizare (spontan) - up-Men. In cadrul domeniului feromagnetice magnetizate spontan la saturație și are un moment magnetic definit. La bord a acestor puncte în diferite domenii sunt orientate aleatoriu, astfel încât, în absența unei sume mol magnetic Marne momentul magnetic exterior al întregului corp este zero. Atunci când un câmp magnetic extern (B0), momentele magnetice Domeniile-entiruyutsya Ori direcția câmpului magnetic exterior, creând propriul câmp magnetic, care B „mult mai mare decât B0 de inducție. și câmpul total de inducție-TION va fi egală cu B = B '+ ≃V B0'.
există o anumită temperatură Tc pentru fiecare feromagnet. numită punctul Curie la valori peste care regiune magnetizare spontană (domeniile) de pauză, iar materialul își pierde proprietățile feromagnetice. La o temperatură T> Tc devine feromagnetic uzuală paramagnetic χ susceptibilității magnetice care se supune legii Curie-Weiss
unde c - constanta Curie.
Magnetizării J slab paramagnetice și dependent H intensitatea câmpului extern liniar-dia. Fig. 127 prezintă dependența J (H) pentru cazul în care J (0) = 0.
Magnetizarea de saturație ajunge la o anumită valoare pentru un magnet Nnas dat.
În feromagnetic dependență complexă J (H) se explică prin structura lor de domeniu caracteristic. Odată cu creșterea intensității câmpului magnetic extern crește gradul de orientare a momentelor externe de câmpul magnetic extern. La atingerea h = vectori Nnas ale momentelor magnetice ale tuturor domeniilor orientate paralel câmpului și magnetizarea saturație Gaeta Dost. Pentru ferromagnets caracterizat prin histerezis la rezisa. Creșterea H intensitatea câmpului H extern = 0, poate fi adus la magnetizare de saturație (punctul 1 din Fig. 128) la H = Nnas.
Dacă apoi reduce rezistența H, atunci curba de magnetizare va fi schimbat de 1-2 (în loc de 0-1 ca în creșterea curbei H). Ca urmare, atunci când extern intensitatea câmpului H devine zero (punctul 2), magnetizarea dispare și se caracterizează prin Br. Se numește inducție reziduală. În acest caz, magnetizarea are valoarea Jr numită magnetizare reziduală. Magnetizarea dispare (punctul 3), numai sub influența câmpului hc. având o direcție opusă apelantului-set magnetizate. Tensiuni numit coercitivitate vigoare Hc. Creatura, disponibilitatea magnetizării reziduale permite fabricarea de magneți permanenți.