Магнитные методы обогащения. Физические основы магнитных методов обогащения. Взаимодействие электрического тока с магнитным полем

продольная и поперечная оси частицы или тела.

Намагниченность тоже величина векторная и является наряду с магнитной индукцией важной характеристикой магнитного поля. Намагниченность в системе СИ измеряется в амперах на метр (А/м), в системе СГСМ — в гауссах (Гс).

Магнитное поле характеризуется величиной напряженности магнитного поля H. Напряженностью магнитного поля в данной точке называется сила, с которой поле действует на единицу положительной магнитной массы, помещенную в эту точку поля.

Единицей напряженности магнитного поля в системе СИ служит ампер на метр (А/м) или ампер-виток на метр (Ав/м), в системе СГСМ — эрстед (Э).

Для характеристики изменения напряженности магнитного поля в данном направлении х служит величина градиента напряженности grad Н

grad H= dH/dx          (5)

где dH — изменение напряженности магнитного поля в направлении х на участке протяженностью dx.

Размерность градиента напряженности в системе СИ ампер на квадратный метр (А/м²) или ампер-виток на квадратный метр (Ав/м²), в системе СГСМ — эрстед на сантиметр (Э/см).

Три векторные величины  связаны между собой следующей зависимостью:

          (6)

где μ₀— магнитная постоянная, характеризующая магнитные свойства вакуума.

Суммарная напряженность магнитного поля данного контура характеризует его магнитодвижущую силуF_мдс, которая определяется по формуле:

F_мдс= 4πnI          (7)

где п— число витков замкнутого контура (например, соленоида); I — ток, протекающий по виткам.

Размерность магнитодвижущей силы в системе СИ совпадает с размерностью силы тока и единица ее также называется ампер (А). Поскольку при расчете магнитных цепей полная магнитодвижущая сила равна силе тока в каждом витке, умноженной на число витков, часто выражают магнитодвижущую силу в ампер-витках (Ав). Единицей магнитодвижущей силы в системе СГСМ является гильберт (Гб).

Магнитные свойства вещества характеризуются магнитной восприимчивостью  (величина безразмерная), которая определяется как отношение интенсивности намагничивания к напряженности поля

 = I/H          (8)

Единица магнитной восприимчивости в системе СИ численно равна магнитному моменту вещества объемом 1 м³ в магнитном поле напряженностью Н=1 А/м, в системе СГСМ — магнитному моменту вещества объемом 1 см³ в поле напряженностью Н= 1 Э.

Магнитный момент 1 килограмма вещества в поле Н=1 А/м в системе СИ или 1 грамма вещества в поле Н = 1 Э в системе СГСМ характеризует удельную магнитную восприимчивость вещества х и определяется по формуле:

χ=/ρ          (9)

где ρ — - плотность вещества.

Размерность удельной магнитной восприимчивости в системе СИ — м³/кг, в системе СГСМ — см³/г.

Сила, с которой магнитное поле действует на частицу с удельной магнитной восприимчивостью χ =1, помещенную в данную точку поля, называется силой магнита F и определяется по формуле

F=H gradH          (10)

Размерность силы магнита в системе СИ — ампер в квадрате на кубический метр (А²/м³) или ампер-виток в квадрате на кубический метр (Ав²/м³), в системе СГСМ — эрстед в квадрате на сантиметр (Э²/см).

Сила, действующая на вещество в магнитном поле, называется магнитной силой и определяется по формуле

F_магн=μ₀ χ H gradH          (11)

Размерность магнитной силы в системе СИ — ньютон на килограмм (Н/кг), в системе СГСМ — дин/г.

В магнитных сепараторах магнитное поле создается системами из постоянных магнитов или электромагнитными системами с обмоткой, питаемой постоянным, импульсным выпрямленным или переменным током. Поля большой силы создаются магнитными системами, изготовленными из сверхпроводящих материалов.

Магнитные поля бывают постоянной и непостоянной полярности. Изменение полярности поля происходит, например, при перемещении рудных частиц вдоль разноименных полюсов магнита, при вращении постоянных магнитов, а также при применении бегущего поля, создаваемого трехфазным переменным током в электромагнитах. Переменный ток не нашел широкого практического применения в связи с большими потерями энергии на перемагничивание металла системы.

Магнитные поля могут быть однородными (dH/dx=0) и неоднородными (dН/dx › 0). Однородное поле наблюдается при плоских и параллельных поверхностях