Ферромагнетизм

Особый класс магнетиков образуют вещества, способные обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля. По своему наиболее распространенному представителю — железу — они получили название ферромагнетиков. К их числу кроме железа принадлежат никель, кобальт, гадолиний, их сплавы и соединения, а также некоторые сплавы и соединения марганца и хрома с неферромагнитными элементами. Ферромагнетизм присущ всем этим веществам только в кристаллическом состоянии.

Ферромагнетики являются сильномагнитными веществами. Их намагниченность в огромное число раз превосходит намагниченность и парамагнетиков, принадлежащих к категории слабомагнитных веществ.

При температуре выше точки Кюри ферромагнетик становится обычным парамагнетиком, магнитная восприимчивость которого подчиняется закону Кюри — Вейсса

28

1) магнитный поток. В однородном магнитном поле, модуль вектора индукции которого равен В, помещен плоский замкнутый контур площадью S. Нормаль n к плоскости контура составляет угол с направлением вектора магнитной индукции В (см. рис. 1).

Магнитным потоком через поверхность называется величина Ф, определяемая соотношением:

Ф = В·S·cos

Единица измерения магнитного потока в систем СИ - 1 Вебер (1 Вб).

Ток, возникающий в контуре при изменении магнитного потока, называют индукционным током.

Явление возникновения ЭДС в контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур, называется электромагнитной индукцией.

Если контур замкнут, то ЭДС индукции проявляется в возникновении электрического индукционного тока

I = _i/R , где R- сопротивление контура.

Если контур разомкнут, то на концах проводника возникает разность потенциалов, равная _i

Направление индукционного тока в контуре определяется правилом Ленца:

Индукционный ток направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, которым он вызван.

Направление индукционного тока определяется следующим образом:

1. установить направление внешнего магнитного поля В.

2. определить увеличивается или уменьшается поток вектора магнитной индукции внешнего поля.

3. по правилу Ленца указать направление вектора магнитной индукции индукционного тока В_i.

4. по правилу правого винта определить направление индукционного тока в контуре.

Закон электромагнитной индукции формулируется следующим образом:

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего контур:

_- dФ/dt.

Если контур содержит N витков, то _- N·(dФ/dt).

2)

Рис. 6.

Самоиндукция является частным случаем разнообразных проявлений электромагнитной индукции. Рассмотрим контур, подключенный к источнику тока (рис. 6). По контуру протекает электрический ток I. Этот ток создает в окружающем пространстве магнитное поле. В результате контур пронизывается собственным магнитным потоком Ф. Очевидно, что собственный магнитный поток пропорционален току в контуре, создавшему магнитной поле: Ф = L·I. Коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура. Индуктивность зависит от размеров, формы проводника, магнитных свойств среды. Единица измерения индуктивности в системе СИ - 1 Генри (Гн). Если ток в контуре изменяется, то изменяется и собственный магнитный поток Фс. Изменение величиныФс приводит к возникновению в контуре ЭДС индукции. Данное явление называется самоиндукцией, а соответствующее значение - ЭДС самоиндукцииiс. Из закона электромагнитной индукции следует, что iс = dФс/dt. ЕслиL = const,то iс= - L·dI/dt.

29