Магнитное поле и его свойства. Магнитная индукция. Сила Ампера. Работа при перемещении проводника в магнитном поле. Намагничивание веществ, страница 5

Поместим рамку с током в магнитном поле.

На рамку с током в магнитном поле будет действовать пара сил. Рамка повернется так, что её плоскость будет перпендикулярно магнитным силовым линиям. Вращающий момент, действующий на рамку с током, или любой другой замкнутый контур находится:

а величинупринято называть магнитным моментом. Следовательно,

Магнитный момент – векторная величина, направление которой определяется по правилу буравчика.

Контур займет устойчивое положение, когда  т.е.

Поворот контура с током в магнитном поле используется в электромоторах, ряде измерительных приборов.

6 Вещество в магнитном поле.

Еще в пятидесятых годах прошлого столетия Фарадей доказал, что все вещества обладают магнитными свойствами. По своим магнитным свойствам все вещества делятся на 3 группы: диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные.

В настоящее время магнитные свойства вещества объединяются магнитными свойствами их атомов.

Каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и электронов, движущихся вокруг ядра. Магнитные свойства ядра атома слабо выражены и их обычно не учитывают. Каждый электрон, движущейся по орбитам вокруг ядра, можно представить как круговой ток, магнитный момент которого , а магнитный момент атома находится как сумма орбитальных магнитных моментов электронов

7 Диамагнитные вещества

У электромагнетиков , но, в магнитном поле, характер движения электронов изменится, т.к. на электроны будет действовать сила Лоренца. В результате у атомов возникнет магнитный момент, направленный навстречу внешнему полю. Магнитные поля, складываясь, дадут результирующее поле, которое будет слабее внешнего. У таких веществ относительная магнитная проницаемость меньше единицы

Диамагнитные вещества, как показывают опыты, выталкиваются из магнитного поля. К числу диамагнитных

веществ относятся, например, некоторые газы, вода, серебро.

8 Парамагнитные вещества.

Атомы парамагнитных веществ имеют собственные магнитные моменты

Под действием теплового движения магнитные моменты атомов ориентированны хаотично и магнитное поле вокруг вещества отсутствует.

 

Во внешнем магнитном поле атомы парамагнетика устанавливаются так, что  т.е. вещество намагничивается. У вещества появляется собственное магнитное поле, которое усиливает внешнее поле. У таких веществ  К числу парамагнетиков относятся: алюминий, олово, эбонит и другие материалы.

9 Ферромагнитные вещества.

Существует небольшая группа веществ (железо, никель, кобальт), которые обладают весьма интересными магнитными свойствами.

Атомы этих веществ имеют  

Практически он такой же, как у парамагнитных веществ. Но, если вещества находятся в твердом состоянии, то магнитные моменты атомов резко усиливаются и магнитная проницаемость  Надо заметить, что магнитная проницаемость ферромагнетиков меняется, а зависимость её от напряженности магнитного поля носит довольно сложный характер.

Сначала магнитная проницаемость быстро возрастает, а затем снова уменьшается. Ферромагнитные свойства проявляются до определенной температуры, после достижения которой ферромагнитные свойства исчезают, и вещество становится типичным парамагнетиком.

Такую температуру называют точкой Кюри. У железа точка Кюри равна 767°С, у никеля 360°С. Ферромагнетики и парамагнетики втягиваются в магнитное поле.

10 Намагничивание ферромагнетиков. Гистерезис

Особенность ферромагнетиков является то, что они состоят из микроскопических областей, магнитный момент атомов в которых имеют строго определенную ориентацию. Такие самопроизвольно намагниченные области называются доменами.

Если ферромагнетик не намагничен, то домены располагаются хаотично. В магнитном поле домены перемагничиваются так, что их магнитные моменты будут сонаправлены с напряженностью намагничивающего поля