Намагниченность веществ - раздел Физика, ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ Различные Вещества В Магнитном Поле Намагничиваются, То Есть Приобретают Магн...
Различные вещества в магнитном поле намагничиваются, то есть приобретают магнитный момент и сами становятся источниками магнитных полей. Результирующее магнитное поле в среде является суммой полей, создаваемых проводниками с током и намагниченной средой, и поэтому отличается от магнитного поля в вакууме.
Вещества, способные намагничиваться, называются магнетиками.
Для объяснения намагничивания тел используем модель, предложенную Ампером. Согласно этой модели, в толще вещества имеются молекулярные замкнутые токи, которым соответствуют магнитные моменты (рисунок 25).
Рисунок 25 Рисунок 26
В отсутствие магнитного поля магнитные моменты ориентируются хаотически (рисунок 26), и в целом вещество не имеет магнитного момента. При помещении вещества в магнитное поле на магнитные моменты молекул действует вращающий момент , под действием которого они ориентируются вдоль силовых линий . Ориентирующему действию внешнего поля препятствует тепловое движение молекул, стремящееся разбросать магнитные моменты молекулярных токов по всем направлениям. В результате действия двух факторов – магнитного поля и теплового движения в магнетике устанавливается некоторая преимущественная ориентация магнитных моментов вдоль поля, что и обуславливает намагничивание магнетика (рисунок 27). Мерой намагниченности магнетика является вектор намагничивания
, (43)
Рисунок 27 Рисунок 28
Рассмотрим магнетик, помещенный в бесконечный соленоид, создающий однородное магнитное поле (рисунок 28). Намагничивание сердечника происходит вследствие ориентации магнитных моментов молекулярных токов. При этом в толще вещества молекулярные токи компенсируются, только на поверхности магнетика остается нескомпенсированным ток IН, который называется током намагничивания.
Магнитный момент образца равен
. (44)
С другой стороны, согласно определению (43)
, (45)
где V=S- объем магнетика.
Приравнивая выражения (44) и (45), получаем
, (46)
то есть величина вектора намагничивания равна току намагничивания, приходящемуся на единицу длины магнетика.
Вектор намагничивания является основной величиной, характеризующей магнитное состояние вещества. Экспериментально установлено, что вектор намагничивания пропорционален индукции внешнего магнитного поля
, (47)
где c - магнитная восприимчивость, зависящая от природы магнетика, = 4p10-7 Гн/м – магнитная постоянная. Намагничивание магнетиков приводит к возникновению в них собственного магнитного поля , которое накладываясь на внешнее магнитное поле , создает некоторое результирующее поле . (48)
Для нахождения внутреннего поля поместим магнетик в однородное Рисунок 29
магнитное поле (рисунок 29).
Вследствие взаимодействия внешнего поля с магнитными моментами атомов на поверхности магнетика возникнет ток намагничивания IH. Индукцию на оси магнетика можно рассматривать как следствие протекания этого тока. С другой стороны магнетик можно рассматривать как бесконечно длинный соленоид, у которого индукция на оси равна произведению на суммарный ток его единицы длины. Ток намагничивания на единице длины магнетика численно равен вектору намагничивания М.Следовательно, можно записать (49)
В соответствии с формулами (47) и (49), находим индукцию результирующего поля
, (50)
где - магнитная проницаемость магнетика. По аналогии с электростатикой в теорию магнетизма вводится вспомогательный вектор , (51)
который называется напряженностью магнитного поля. Его величина зависит только от напряженности внешнего поля, напряженность характеризует индукцию, создаваемую внешним током (а не током намагничивания). С учетом (51) равенство (50) записывается в виде
. (52)
В скалярной форме . Сравним это выражение с формулой индукции на оси бесконечно длинного соленоида с магнетиком , где n - количество витков на единице длины соленоида. Из сравнения вытекает H = In. В СИ единицей напряженности является А/м.
Физические и химические свойства вещества от атома до живой клетки в значительной степени объясняются электрическими силами Электрические... Электростатическое... Пример Среда e Вакуум Воздух Керосин Вода...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Намагниченность веществ
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Общие положения электростатики. Закон Кулона
Электростатика изучает свойства и взаимодействие неподвижных зарядов. Фундаментальным свойством электрических зарядов является существование их в двух видах. Одни условно считаются
Электрическое поле. Напряженность
Электрические заряды взаимодействуют через пространство, окружающее их. Это пространство обладает рядом физических свойств, представляет собой одну из форм материи и называется элек
Теорема Гаусса
Задать электрическое поле – это значит указать в каждой точке величину и направление вектора напряженности
Потенциал
Помимо разности потенциалов, характеризующие две точки поля, используют понятие потенциала, который является энергетической характеристикой каждой точки поля. Введём это понятие, исходя из выражени
Поле внутри и вне проводника
Особенности электрических свойств проводящих материалов определяются наличием в них свободных зарядов. В обычных условиях положительные и отрицательные заряды компенсируют друг друга. Если же в про
Поляризация диэлектриков
При внесении вещества в электрическое поле происходят изменения, как в веществе, так и в электрическом поле. Простые опыты показывают, что на поверхности диэлектрика, внесенного в электрическое пол
Поле в диэлектрике
Поляризация диэлектрика приводит к возникновению в нем собственного электрического поля , ко
Особые диэлектрики
Поляризованность большинства диэлектриков исчезает, когда исчезает ее причина, то есть внешнее электрическое поле. Однако существуют такие диэлектрики, в которых поляризованность со
Электроемкость
Как мы видели, заряд, сообщенный проводнику, распределяется на его поверхности определенным образом. При этом, как показывает опыт, потенциал поверхности и величина заряда пропорцио
Емкость плоского конденсатора
Плоский конденсатор представляет собой две пластины (обкладки), между которыми помещен диэлектрик (рисунок31). Если не учитывать краевые эффекты, то электрическое поле между пластинами является одн
Емкость сферического конденсатора
В сферическом конденсаторе с радиусами обкладок R1 и R2 (R1< R2) и диэлектрической проницаемостью диэлектрика e напряженность поля в л
Батареи конденсаторов
Для получения большей емкости конденсаторы соединяют в батарею параллельно (рисунок 34). При этом общий заряд батареи равен сумме зарядов конденсаторов, а напряжение одинаково на всех конденсаторах
Энергия электрического поля
При перемещении зарядов в электростатическом поле совершается работа за счет убыли потенциальной энергии поля. Для того, чтобы выяснить, от каких величин зависит энергия электростат
Общие положения
Одним из основных понятий электродинамики является электрический ток. Электрическим током называют упорядоченное движение электрических зарядов в пространстве.
Упорядоченное движение свобо
Электрический ток в диэлектрике
В диэлектриках свободные заряды отсутствуют по определению. Идеальным диэлектриком является вакуум, в котором ток может существовать только при поступлении зарядов извне
Неоднородные цепи
Электрическая цепь, в которой непрерывное протекание тока обеспечивается за счет сторонних сил, называется н
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ
Вблизи неподвижных зарядов возникает электростатическое поле. Движение зарядов (протекание электрического тока) приводит к появлению новой формы материи – магнитного поля. Это особа
Контур с током в радиальном магнитном поле
Из формул (37) и (38) следует, что в однородном магнитном поле вращающий момент, действующий на контур с током максимален, если
Электродвигатели
Из рисунка 23 следует, что при выбранной ориентации полюсов магнита и направления тока а контуре вращающий момент направлен «на нас», то есть стремится повернуть контур против часов
Работа магнитного поля
Если действующая на проводник с током со стороны магнитного поля сила ампера вызывает его перемещение, то о
Диамагнетики
У некоторых атомов (Cu, Au, Zn и др.) электронные оболочки имеют такое строение, что орбитальный и спиновый моменты взаимно скомпенсированы, и в целом магнитный момент атома равен н
Парамагнетики
У атомов таких веществ, как Al, Mn, Os и др. нескомпенсирован суммарный орбитальный момент, то есть в отсутствие внешнего поля у них имеются собственные магнитные моменты. Тепловое
Ферромагнетики и их применение
Вещества, у которых магнитная проницаемость достигает сотен и даже миллионов единиц, выделе
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
В основе современного способа производства электроэнергии лежит физическое явление электромагнитной индукции, открытое Фарадеем в 1831 г.
Современная энергетика все больше
Явление электромагнитной индукции
Рассмотрим сущность электромагнитной индукции и принципы, которые приводят к этому явлению.
Предположим, что проводник 1-2 перемещается в магнитном поле со скоростью
Электрогенератор
Закон Фарадея относится к фундаментальным законам природы, и является следствием закона сохранения энергии. Он широко применяется в технике, в частности, в генераторах. Основная час
Самоиндукция
Явление электромагнитной индукции наблюдается во всех случаях, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий контур. В частности, магнитный поток создается и током, текущим в самом контуре. Поэто
Переходные процессы в цепях с индуктивностью
Рассмотрим цепь, содержащую индуктивность и активное сопротивление (рисунок 44). В исходном состоянии ключ S находился в нейтральном положении.
Пусть в момент времени t
Взаимная индукция. Трансформатор
Явление взаимной индукции – это частный случай явления электромагнитной индукции.
Поместим два кон
УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА
К середине XIX века было накоплено большое количество экспериментальных фактов по электричеству и магнетизму. Неоценимый вклад в это внес М. Фарадей, венцом творческих успехов котор
Энергия магнитного поля
Рассчитаем энергию магнитного поля. Для этого вычислим работу источника тока в цепи с индуктивностью. При установлении тока в такой цепи по закону Ома имеем
iR = ε
Вихревое электрическое поле
В соответствии с законом Фарадея для электромагнитной индукции в контуре, который движется в магнитном поле, возникает ЭДС, пропорциональная скорости изменения магнитного потока в э
Ток смещения
В соответствии с прямой гипотезой Дж. Максвелла изменяющееся магнитное поле порождает переменное электрическое поле. Обратная гипотеза Максвелла утверждает, что переменное электриче
Уравнения Максвелла
В 1860-65 гг. Максвелл развил теорию единого электромагнитного поля, которое описывается системой уравнений Максвелла
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
(рисунок 25).
на магнитные моменты молекул действует вращающий момент 
, под действием которого они ориентируются вдоль силовых линий 
, (43)
. (44)
, (45)
- объем магнетика.
, (46)
, (47)
где c - магнитная восприимчивость, зависящая от природы магнетика, 
= 4p10-7 Гн/м – магнитная постоянная. Намагничивание магнетиков приводит к возникновению в них собственного магнитного поля 
, которое накладываясь на внешнее магнитное поле 
. (48)
(49)
, (50)
- магнитная проницаемость магнетика. По аналогии с электростатикой в теорию магнетизма вводится вспомогательный вектор 
, (51)
. (52)
. Сравним это выражение с формулой индукции на оси бесконечно длинного соленоида с магнетиком 
, где n 
- количество витков на единице длины соленоида. Из сравнения вытекает H = In. В СИ единицей напряженности является А/м.
Новости и инфо для студентов