Свойства ферромагнетиков

Магнитные характеристики вещества.

Цель урока: сформировать представление о том, что магнитные поля образуются не только лишь электронным током, да и неизменными магнитами; разглядеть область внедрения неизменных магнитов. Наша планетка – большой магнит!!!

Ход урока

Магнитная проницаемость

Физическая величина, показывающая, во сколько раз индук­ция магнитного поля в одной среде больше либо меньше индукции маг­нитного Свойства ферромагнетиков поля в вакууме, именуется магнитной проницаемостью µ..

Вещество, создающее собственное магнитное поле, называетсянамагниченным. Намагниченность появляется при помещении вещества во наружное магнитное поле.

Догадка Ампера: магнитные характеристики тела определяются микроскопичными электронными токами (орбитальное движение электронов в атомах, наличие у электрона собственного магнитного момента, имеющего квантовую природу) снутри вещества. Если Свойства ферромагнетиков направления этих токов неупорядочены, порождаемые ими магнитные поля компенсируют друг дружку, т.е. тело не намагничено. Во наружном магнитном поле происходит упорядочение этих токов, вследствие чего в веществе и появляется "собственное" магнитное поле (намагниченность).

Магнитные характеристики вещества

Диамагнетики — µ чуток <1. µвисмута=0,9998 (свинец, цинк, азот и др.).

Парамагнетики — µ чуток>1. µалюминия=1,000023 (кислород Свойства ферромагнетиков, ни­кель и др.).

Для пара- и диамагнетиков намагниченность I прямо пропорциональна индук­ции B0 магнитного поля в вакууме.

3. Ферромагнетики— µ >>1. µстали = 8.103 (железо, никель, кобальт и их сплавы). Сплав железа с никелем: µ =2,5.105.

Характеристики ферромагнетиков

Владеют остаточным магнетизмом.

µ находится в зависимости от индукции наружного магнитного поля.

Температура, при которой исчезают ферромагнитные свой­ства Свойства ферромагнетиков, именуется точкой Кюри (вещество становится парамагнетиком; точка Кюри для железа равна 7700С, для никеля 3600С).

Для свойства явления намагничивания вещества вводится величина Iназываемая намагниченностью вещества. Намагниченность в СИ определяется формулой

Для ферромагнитных тел намагниченность Iявляется сложной нелинейной функцией B0. Зависимость I от величины Во/µ0 именуется кривой на­магниченности (рис.2). Кривая показывает на Свойства ферромагнетиков явление магнитного насыщения: начиная с некого значения Во/µ0= В0н/µ0, намагниченность фактически остается неизменной, равной Iн(намагниченность насыщения).

Магнитным гистерезисом (От греческого «hysteresis» — отставание следствия от его предпосылки) ферромагнетика именуется отставание измене­ния величины намагниченности ферромагнитного вещества от конфигурации наружного магнитного поля, в каком находится вещество. Важной предпосылкой Свойства ферромагнетиков магнитного гистерезиса является соответствующая для ферромагнетика зависимость его магнитных черт (µ, I) не только лишь от состояния вещества на этот момент, да и от значений величин µ и I в прошлые моменты времени. Таким макаром, суще­ствует зависимость магнитных параметров от предыдущей намагниченности вещества.

Петлей гистерезиса именуется кривая зависимости конфигурации Свойства ферромагнетиков величины намагниченности ферромагнитного тела, помещенного во наружное магнитное поле, от конфигурации индукции этого поля от + Во/µ0 до - Во/µ0 и назад. Значение + Во/µ0 соответствует намагниченности насыщения Iн. Для того чтоб вполне размагнитить ферромагнитное тело, нужно поменять на­правление наружного поля. При неком зна­чении магнитной индукции - В0к , которой соот­ветствует величина Свойства ферромагнетиков В0к/µ0, именуемая коэрцитивной(задерживающей) силoй, намагничен­ность I тела станет равной нулю.

Коэрцитивная сила и форма петли гистерезиса охарактеризовывают свойство ферромагнетика сохранять остаточное намагничивание и определяют внедрение ферромагнетиков для разных целей. Ферромагнетики с широкой петлей гистерезиса именуются жесткими магнитными материалами (углеродистые, воль­фрамовые, хромовые, алюминиево-никелевые и Свойства ферромагнетиков другие стали). Они владеют большой коэрцитивной силой и употребляются для сотворения неизменных магнитов различной формы (полосовых,подковообразных, магнитных стрелок). К мягеньким магнитным материалам,владеющим малой коэрцитивной силой и узенькой петлей гистерезиса, относятся железо, сплавы железа с никелем. Эти материалы исполь­зуются для производства сердечников трансформаторов, генераторов и других Свойства ферромагнетиков устройств, по условиям работы которых происходит перемагничивание в пере­менных магнитных петлях. Перемагничивание ферромагнетика связано с поворотом областей самопроизвольного намагничивания. Работа, нужная для это­го, совершается за счет энергии наружного магнитного поля. Количество теплоты, выделяющейся при перемагничивании, пропорционально площади петли гистерезиса.

При температурах наименьших точки Кюри хоть какое ферромагнитное Свойства ферромагнетиков тело состоит из доменов — малых областей с линейными размерами порядка 10-2 -10-3 см, снутри которых существует большая величина намагниченности, равная намагниченности насыщения. Домены именуются по другому областями самопроиз­вольной намагниченности. В отсутствие наружного магнитного поля векторы магнитных моментов от­дельных доменов нацелены снутри ферромагнетика совсем беспорядоч­но, так что суммарный магнитный момент Свойства ферромагнетиков всего тела равен нулю (рис.). Под воздействием наружного магнитного поля в ферромагнетиках происходит поворот повдоль поля магнитных моментов не отдельных атомов либо молекул, как в парамагнетиках, а целых областей самопроизвольной намагниченности - доменов. При увеличении наружного поля размеры доменов, намагниченных повдоль наружного поля, вырастают за счет уменьшения размеров доменов с Свойства ферромагнетиков другими (не совпадающими с направлением наружного поля) ориентациями. При довольно сильном наружном магнитном поле все ферромагнитное тело оказывается намагниченным. Величина намагничен­ности добивается наибольшего значения - наступает магнитное насыщение. В отсутствие наружного поля часть магнитных моментов до­менов остается направленной, и этим разъясняется существование остаточной намагниченности и возможность Свойства ферромагнетиков сотворения неизменных магнитов.

Применение ферромагнетиков в технике. Роторы генераторов и электродвигателей; сердечники трансформаторов, электрических реле; в электронно-вычислительных машинах (ЭВМ), телефонах, магнитофонах, на магнитных лентах.

Вариант – 1

№ 1. На проводник длиной 0,3 м при токе 0,5 А действует со стороны магнитного поля наибольшая сила 10 мН. Отыскать индукцию магнитного поля.

Решение. F= IBΔL; B Свойства ферромагнетиков= F/I ΔL; F= 0.067 Тл

№ 2. Протон движется со скоростью 106м/с перпендикулярно к линиям индукции однородного магнитного поля с индукцией 1 Тл. Вычислите силу, действующую на протон и радиус окружности, по которой протон крутится.

Решение. FЛ= q I Bsin α; α= 90˚; sin90˚= 1; FЛ= q I B; FЛ= 1,6 ·10-13H

R= mV/Bq; R= 1cм

Вариант -2

№ 1. Электрон движется Свойства ферромагнетиков в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 2 ·10-2 Тл со скоростью 5 Мм/с перпендикулярно, линиям индукции. Вычислить радиус окружности, по которой движется электрон

Решение. r=mV/q B; r= 14,2·10-4м = 1,42мм

№ 2. При перемещении на расстояние 20 см проводника длиной 2 м, по которому течет ток 10 А магнитное поле совершает работу. Индукция однородного магнитного поля – 0,015 Тл Свойства ферромагнетиков. Перемещение происходит в направлении деяния сил. Проводник расположен под углом 30˚к направлению линий магнитной индукции. Отыскать работу магнитного поля.

Решение. A= FS, F= BI ΔL sinα; A= BI ΔLsinα ·S; A= 3·10-2 Дж

Исследование нового материала

1. Намагничивание вещества.

Неизменные магниты можно сделать из Fe, Co, Ni и из сплавов Свойства ферромагнетиков с этими металлами.

Все вещества, помещенные в МП – намагничиваются.

2. Догадка Ампера

Согласно догадке Ампера снутри молекул и атомов циркулируют простые электронные токи. Циркулирующие токи размещены хаотично, потому их деяния взаимно компенсируются и тело не обнаруживает магнитных параметров.

В намагниченном состоянии простые токи владеют преимущественной ориентацией и их магнитные деяния складываются.

В текущее время Свойства ферромагнетиков понятно, что эти токи образуются в итоге движения электронов в атомах.

Температура Кюри. Температура, при которой, исчезают магнитные характеристики у ферромагнетиков, именуют температурой Кюри.

TK= 753˚C – для железа; ТК= 365˚С – для никеля; ТК= 1000˚С – для кобальта

Ферромагнетики и их применение. Ферромагнетики имеют наибольшее практическое применение. Металлический сердечник в катушке во Свойства ферромагнетиков много раз увеличивает создаваемое ею магнитное поле, без роста силы тока.

Неизменные магниты изготавливают из материалов, у каких упорядоченная ориентация простых токов не теряется при выключении наружного магнитного поля.

Магнитная запись инфы. Сообщение делает один из учащихся, подготовивший этот материал.

Закрепление изученного материала.

-Какие тела относят к Свойства ферромагнетиков ферромагнетикам?

-Где употребляют ферромагнетики?

- Как создают запись инфы в ЭВМ?


svojstva-portlandcementa-osnovnie-svojstva-stroitelnih-materialov-kontrolnaya-rabota.html
svojstva-prigovora-i-trebovaniya-predyavlyaemie-k-nemu.html
svojstva-prostranstva-s-nekotorimi-kompaktificirovannimi-izmereniyami-referat.html