Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики Том 3. Электричество" -> 127

Общий курс физики Том 3. Электричество - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики Том 3. Электричество — М.: Наука , 1996. — 704 c.
Скачать (прямая ссылка): obshiykursfizikit31996.pdf
Предыдущая << 1 .. 121 122 123 124 125 126 < 127 > 128 129 130 131 132 133 .. 280 >> Следующая

А Г = —
Т.
ФЕРРОМАГНЕТИЗМ
305
с недостроенными внутренними оболочками. Определение антиферромагнетизма и ферромагнетизма будет дано в § 79, а сейчас мы обратимся к феноменологической характеристике ферромагнетиков и ферромагнетизма.
2. Ферромагнетиками называются твердые тела, которые могут обладать спонтанной намагниченностью, т. е. намагничены уже в отсутствие магнитного поля. В этом отношении они аналогичны сегнетоэлектрикам. Типичными представителями ферромагнетиков являются переходные металлы: железо, кобальт, никель — и многие их сплавы. Ферромагнетизмом обладают некоторые элементы группы редких земель при низких температурах (гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий).
Рис. 183. Рис. 189.
3. Характерной особенностью ферромагнетиков является сложная нелинейная зависимость между / и Н или между В и Н, впервые систематически исследованная для железа А. Г. Столетовым (1839—1896). Характер этой зависимости представлен на рис. 188 и 189. Предполагается, что в исходном состоянии тело не намагничено. По мере возрастания Н намагниченность / сначала быстро растет, а затем становится практически постоянной: / = /5 (насыщение), т. е. кривая 1 = 1 (Н) переходит в горизонтальную прямую. Магнитная индукция В = Н + 4я/ также растет с возрастанием поля Н, а в состоянии насыщения В= Н + 4 л/, = = Н + const, т. е. кривая В = В (Н) переходит в прямую, наклоненную к N и В под углом 45° (если Н и В откладывать на осях координат в одинаковых масштабах). Ввиду нелинейной связи между / и Н, а также между В и Н для ферромагнетиков нельзя ввести магнитную восприимчивость и и магнитную проницаемость (г как определенные постоянные величины. Правда, по-прежнему можно написать I = кИ, В = \хН, по тогда и и (г надо рассматривать не как постоянные, а как функции напряженности поля Н. Эти функции сначала возрастают с Я, затем проходят через максимум, и, наконец, в сильных полях, когда достигнуто \состояние насыщения, (г стремится к единице (рис. 190), а к — к нулю. Зна-
306
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
[ГЛ. III
чення ц в максимуме у большинства ферромагнетиков при обычных температурах составляют многие сотни и тысячи единиц, а у некоторых специально приготовленных сплавов достигают миллиона. На больших значениях ц основаны технические применения ферромагнетиков, например, в электромагнитах. Следует, однако, заметить, что благодаря насыщению намагничивания использование ферромагнитных сердечников для получения сильных магнитных полей (превышающих ^104 Гс) не имеет никакого смысла. Здесь сердечники не только бесполезны, но и вредны, так как вносят дополнительные потери энергии. Сильные и сверхснльные магнитные поля получают только с помощью катушек с током без ферромагнитных сердечников.
Монокристаллические образцы в отношении магнитных свойств анизотропны.
q--------------------jj В каждом монокристалле существует одно
или несколько направлений, вдоль кото-
Риг 1QO *
рых магнитная восприимчивость особенно велика (направление легкого намагничивания). Существуют также направления трудного намагничивания, вдоль которых магнитная восприимчивость ц минимальна. Однако если тело состоит из мелких поликристалликов, беспорядочно ориентированных в пространстве, то оно в магнитном отношении макроскопически изотропно. К таким телам относятся кривые на рис. 188 и 189.
4. Вторая характерная особенность ферромагнетиков состоит в том, что для них зависимость В от Н или I от Н не однозначна, а определяется предшествующей историей намагничивания ферромагнитного образца. Это явление называется магнитным гистерезисом. Возьмем ферромагнитный образец в ненамагниченном состоянии и будем намагничивать его, увеличивая магнитное поле от нуля до какого-то значения Нх. Зависимость В = В (Н) изобразится кривой ОЛх (рис. 191). Затем будем уменьшать Н от +НХ до — #1. Кривая намагничивания, как показывает опыт, не пойдет по прежнему пути ЛхО, а пройдет выше, по пути AiCxDx. Если дальше изменять поле от —Нх до -\-Нх, то кривая намагничивания пройдет ниже и вернется в прежнюю точку Ах. Получится замкнутая кривая A-iCiPiFiAi, называемая петлей гистерезиса. Если первоначальную кривую ОАх довести до точки А, где намагничивание уже достигло насыщения, то описанным путем получится наибольшая, или предельная, петля гистерезиса ACDFA. Из нее видно, что при Н = О индукция В не обращается в нуль, а изображается отрезком ОС. Ему соответствует остаточное намагничивание / = = В! (Ап) = ОСІ (Ап). С наличием такого остаточного намагничивания связано существование постоянных магнитов. Для того
ФЕРРОМАГН ЕТИЗМ
307
чтобы размагнитить образец, надо довести кривую намагничивания до точки /С или К'. Этим точкам соответствует магнитное поле Нк = |0/С|. Оно называется задерживающей или коэрцитивной силой ферромагнетика. Значения остаточного намагничивания и коэрцитивной силы для разных ферромагнетиков меняются в широких пределах. Для мягкого железа петля гистерезиса узкая (коэрцитивная сила мала), для стали и всех материалов, идущих на изготовление постоянных магнитов, — широкая (коэрцитивная сила велика). Совершенно такой же характер имеет петля гистерезиса, когда по вертикальной оси откладывается не индукция В, а намагничивание /.
Предыдущая << 1 .. 121 122 123 124 125 126 < 127 > 128 129 130 131 132 133 .. 280 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed