магнітні явища

Якщо по провіднику пропустити електричний струм, то магнітна стрілка, поміщена поблизу провідника, повертається.

Напрямок сили, що діє на стрілку, залежить від її положення щодо провідника і від напрямку струму, що протікає по провіднику, а величина сили — від сили струму.

Вперше досвід із взаємодії про водника з струмом і магнітної стрілки був поставлений датським фізиком Ерстед в 1820 р і носить його ім’я.

Аналогічним чином на магнітну стрілку діє постійний магніт. Тут також сила впливу на стрілку залежить від орієнтації магніту, його властивостей, розташування стрілки.

Провідник зі струмом і штучний магніт можуть діяти з певною силою не тільки на магнітну стрілку, а й на інший провідник зі струмом або обертати рамку з струмом.

Взаємодії провідників зі струмом і постійних магнітів звуться магнітних взаємодій.

Важливо відзначити, що магнітні взаємодії здійснюються на відстані, без прямого контакту взаємодіючих тіл за допомогою магнітного поля. Також цікаво, що у постійних магнітів завжди є два полюси, які називаються північним і південним, розділити які не вдається.

Узагальнюючи результати дослідів з магнетизму, можна сказати, що

Магнітне поле можна отримати або за допомогою електричного струму, або за допомогою постійних магнітів.

З магнітними явищами ми зустрічаємося і в житті, широко застосовують їх і в техніці.

Оскільки магнітним полем володіє Земля, магнітна стрілка може дати можливість орієнтуватися на її поверхні.

Сильне магнітне поле можна отримати за допомогою котушки з струмом, в яку вставлений сталевий сердечник. Такий пристрій називається електромагнітів.

Намагнічені плівки, покриті спеціальним складом можуть дуже довгий час зберігати на собі різну інформацію.

Але не завжди магнітні явища використовуються на користь людині.

Так, у військовій справі застосовують міни, що реагують на магнітні поля, створювані намагніченими сталевими корпусами кораблів.

Щоб не підірватися на таких мінах кораблі необхідно розмагнічувати. Цю операцію можна здійснити за допомогою провідників, по яких пропускається електричний струм певної сили і напряму, в залежності від характеру намагніченості корабля.

З усіх дослідів з магнетизму особливо звертає на себе увагу той факт, що магнітне поле можна отримати двома різними способами: шляхом пропускання струму по провіднику і за допомогою постійних струмів. Виникає питання: А В ЧОМУ Ж полягає принципова відмінність між ЦИМИ СПОСОБАМИ ОТРИМАННЯ магнітного поля?

Відповідаючи на поставлене запитання, Ампер висловив припущення про те, що ця відмінність носить чисто зовнішній характер, а по суті відсутня. Природа магнетизму єдина, він породжується тільки рухомими зарядами.

Сутність гіпотези Ампера зводиться до того, що всередині постійних магнітів циркулюють внутрішні, або як він їх називав, МОЛЕКУЛЯРНІ ТОКИ.

Зараз ми знаємо, що до складу атомів, які є «цеглинками», з яких побудовані всі речовини, входять заряджені частинки, що знаходяться в постійному, досить складному русі.

Ці руху заряджених частинок носять стійкий характер і цілком можуть бути представлені як елементарні струми.

Кожен елементарний струм створює своє магнітне поле. Якщо елементарні струми течуть в різних напрямках, то магнітні поля, що породжуються ними, один одного компенсіруют.Все тіло в цілому магнітних властивостей не проявляє.

Якщо елементарні струми якимось чином змусити текти сонаправленнимі, їх магнітні поля складаються і тіло стає магнітом.

На основі цих міркувань стає зрозумілим, чому спроби виявити магнітні заряди виявляються безуспішними.

Як вже було сказано, провідники, по яких течуть струми, можуть взаємодіяти між собою.

При цьому, якщо струми течуть в одному напрямку, провідники притягуються, якщо ж струми течуть в протилежних напрямках, провідники відштовхуються.

Закон, утанавлівается зв’язок між силою взаємодії провідників і струмами, що протікають по ним, їх розташуванням і розмірами, в загальному вигляді встановлений Ампером.

Цей закон є основним в магнетизм і грає ту ж роль, що закон Кулона в електростатики.

Для двох паралельних провідників, що знаходяться в вакуумі, модуль сили взаємодії між елементами струмів, на які можна розкласти будь-які провідники, прямо пропорційний струмам, що протікають по провідниках, довжинах елементів і обернено пропорційний квадрату відстані між ними.

Користуючись законом Ампера, сформульованим у такому вигляді, можна обчислити силу взаємодії між провідниками будь-якої форми шляхом підсумовування сил взаємодії, що виникають між окремими елементами струмів.

Коефіцієнт пропорційності в законі Ампера показує, з якою силою будуть взаємодіяти два паралельно розташованих провідника одиничної довжини, що знаходяться на одиничному відстані один від одного, якщо по ним протікають струми одиничної сили.

Щоб отримати одиницю коефіцієнта пропорційності, його треба висловити із закону Ампера, і в отриманий вираз підставити одиниці сили, відстані, довжини провідників, сили струму.

Чисельно коефіцієнт пропорційності в законі Ампера пов’язаний з коефіцієнтом пропорційності в законі Кулона постійним множником.

Сила магнітного взаємодії в середовищі по відношенню до вакууму змінюється.

Фізична величина, яка вимірюється ставленням сили магнітного взаємодії в середовищі застосування сили магнітного взаємодії у вакуумі, називається магнітною проникністю СЕРЕДОВИЩА.

Як випливає з визначальних формули магнітної проникності, це величина безіменна.

Схожі статті

Магнетизм — Вікіпедія

Силові лінії магнітного поля навколо магніта, сформовані залізними ошурками на папері

Магнети́зм — форма взаємодії «рухомих» електричних зарядів, яка здійснюється на відстані за допомогою магнітного поля. Поряд з електрикою, магнетизм — один із проявів електромагнітної взаємодії.

Магнетизм — це клас фізичних явищ, зумовлених магнітними полями. Електричні струми і магнітні моменти елементарних частинок породжують магнітне поле, яке діє на інші струми та магнітні моменти. Найбільш знайомі ефекти відбуваються у феромагнітних матеріалах, які дуже притягуються магнітними полями і можуть намагнічуватися, перетворюючись на постійні магніти, та самі створювати магнітні поля. Лише деякі речовини є феромагнітними; найбільш поширеними є залізо, кобальт і нікель та їх сплави, такі як сталь. Приставка «феро» стосується заліза, тому що постійний магнетизм вперше спостерігався в залізняку, формі природної залізної руди, званої магнетитом, Fe3O4.

Хоча феромагнетизм охоплює більшість виявів магнетизму, що зустрічаються в повсякденному житті, на всі інші матеріали в деякій мірі, впливає магнітне поле, а також деякі інші види магнетизму. Парамагнітні речовини, такі як алюміній і кисень, слабко притягуються до прикладеного магнітного поля; діамагнітні речовини, такі як мідь і вуглець, слабко відштовхуються; у той час як антиферомагнітні матеріали, такі як хром і спінове скло, мають більш складний зв’язок з магнітним полем. Сила магнетизму на парамагнітні, діамагнітні і антиферомагнітні матеріали зазвичай занадто слабка, щоб її можна було відчути, тож її можна виявити лише лабораторними приладами, тому в повсякденному житті ці речовини часто називають немагнітними.

Магнітний стан (або магнітна фаза) матеріалу залежить від температури та інших змінних умов, таких як тиск і прикладене магнітне поле. Матеріал може проявляти більше ніж одну форму магнетизму у разі зміни умов.Можливе як намагнічування так і розмагнічування магніту. Пропускання змінного струму або удар по нагрітому магніту в напрямку схід-захід, це способи розмагнічування магніту.

Магнетизм було вперше виявлено в стародавньому світі, коли люди помітили, що магніти — природно намагнічені шматочки мінерального магнетиту, можуть притягати залізо. Слово «магніт» походить від грецького терміну «μαγνῆτις λίθος magnētis lithos», «магнезійний камінь, підніжний камінь». У стародавній Греції Аристотель приписав перше з того, що можна було б назвати науковою дискусією про магнетизм, філософу Фалесу Мілетському, який жив з 625 р до н.е. до 545 р до н.е. Древній індійський медичний допис «Сушрута самхита» описує використання магнетиту для видалення стріл, застряглих в тіло людини.

У стародавньому Китаї найперше літературне посилання на магнетизм, міститься в книзі 4-го століття до нашої ери, названої на честь її автора, «Мудрець Долини Привидів». Найперша згадка про притягнення голки — в роботі 1-го століття «Луньхен» ( «Збалансовані запити»): «Магніт притягує голку». Китайський учений 11-го століття Шень Куо був першою людиною, яка змалювала в «Есе басейну снів», магнітний стрілковий компас і те що він підвищив точність навігації, використовуючи астрономічне Поняття справжньої півночі. До 12-го століття китайці, як було відомо, використовували компас-магніт для навігації. Вони виліпили напрямну ложку з каменю таким чином, що ручка ложки завжди вказувала на південь.

Олександр Некк, до 1187 року, був першим в Європі, хто описав компас і його використання для навігації. У 1269 році Пітер Перегрінусе де Марікура написав Epistola de magnete, перший збережений трактат, що змальовує властивості магнітів. 1282 року поведінку магнітів і сухих компасів обговорював Халіль аль-Ашраф, єменський фізик, астроном і географ.

У 1600 році Вільям Гілберт оприлюднив власні книги («Про магніт і магнітні тіла», «Великий магніт Землі»). У цих роботах він змальовує багато своїх дослідів з власною моделлю землі, званою Террелл. Завдяки ним, він прийшов до висновку, що Земля сама по собі є магнітною, і саме тому компас вказує на північ (раніше деякі вважали, що саме полярна зірка (Polaris) або великий магнітний острів на північному полюсі притягував стрілку компасу).

Розуміння взаємозв’язку між електрикою і магнетизмом, почалося 1819 року з роботи професора Копенгагенського університету Ганса Крістіана Ерстеда, який виявив під час випадкового посмикування стрілки компаса біля проводу, що електричний струм може створити магнітне поле. Цей знаменний дослід відомий як Експеримент Ерстеда. Кілька інших дослідів пішли від Андре-Марі Ампера, який 1820 року виявив, що магнітне поле, котре циркулює замкненим шляхом, було пов’язано зі струмом, який протікає по периметру кола; Карл Фрідріх Гаусс; Жан-Батіст Біо і Фелікс Савар, обидва з яких 1820 року вигадали закон Біо-Савара, що дає рівняння для магнітного поля від провідника зі струмом; Майкл Фарадей, який в 1831 році виявив, що мінливий в часі магнітний потік крізь петлю дроту, викликав напругу, а інші знаходили подальші зв’язки між магнетизмом та електрикою. Джеймс Клерк Максвелл узагальнив і розширив це розуміння рівнянь Максвелла та об’єднав електрику, магнетизм і оптику в галузь електромагнетизму. 1905 року, Ейнштейн використовував ці закони, пояснюючи власну гіпотезу спеціальної теорії відносності та наполягав, щоби вони застосовувалися у всіх інерційних системах відліку.

Електромагнетизм продовжував розвиватися в 21 столітті, і був включеним до більш основоположних теорій: калібрувальних, квантової електродинаміки, електрослабкої теорії і, нарешті, стандартної моделі.

Визначення. Загальна інформація[ред. | ред. код]

Магнетизм — сукупність явищ і властивостей, пов´язаних з впливом магнітного поля, що може бути зумовлений протіканням макроскопічних електричних струмів (соленоїд, електромагніт), або атомних (магнітний момент). Магнетизм проявляється, зокрема, у взаємному притягуванні і відштовхуванні між магнітами, електричними струмами, між струмами і магнітами, мікрочастинками (електронами, протонами тощо).

Магнітні властивості речовини визначаються неспареними (нескомпенсованими) спінами електронів; у випадку відсутності їх прояву говоримо про діамагнетики, у протилежному разі — про парамагнетики — коли взаємодія між спінами слабка, та феромагнетики — коли взаємодія сильна і спричиняє паралельне орієнтування спінів у певній області (так званих магнітних доменах), антиферомагнетиках, коли вплив сприяє паралельному розташуванню спінів (на відміну від феромагентиків, антиферомагнетики у зовнішньому магнітному полі не виявляють сильного намагнічування і їхні властивості подібні до парамагнетиків), і феримагнетиків, коли спіни електронів сусідніх атомів орієнтуються різним чином, проте створені ними магнітні моменти не компенсуються повністю.

Магнетизмом називають також підрозділ фізики, який вивчає взаємодію електрично заряджених частинок (тіл) або частинок (тіл) з магнітним моментом, яка здійснюється через магнітне поле.

Магнетизм як спеціальність охоплює теоретичне та експериментальне вивчення природи впорядкованих (феромагнетизм, антиферомагнетизм, феримагнетизм) та невпорядкованих (діамагнетизм, парамагнетизм, спінове скло) магнетних станів у діелектричних, напівпровідникових та металевих матеріалах.

Основні рівняння і закони[ред. | ред. код]

Сучасна теорія магнетизму базується на таких основних рівняннях і законах:

Областю досліджень є експериментальні та теоретичні дослідження у таких напрямках:

• атомний механізм магнетизму, магнітні властивості окремих атомів, перехідні d- та f-елементи;
• діамагнетизм атомів та молекул;
• магнетні властивості електронів провідності в металах: діамагнетизм Ландау та парамагнетизм Паулі;
• парамагнетизм твердих тіл;
• магнетовпорядковані стани, їх структура та властивості: феромагнетизм, антиферомагнетизм, феримагнетизм;
• магнетні фазові переходи в магнетних речовинах;
• магнетооптичні та магнетоелектричні явища;
• невпорядковані магнетики: аморфні магнетики та спінове скло;
• елементарні збудження в магнетних матеріалах;
• магнетні домени та стінки, процеси перемагнічування;
• резонансні явища, ЕПР, ЯМР, ФМР, АФМР, ЯГР;
• магнетні властивості надпровідників;
• магнетні властивості низьковимірних систем;
• магнетні властивості мезоскопічних систем;
• фізичні основи створення нових магнетних матеріалів;
• магнетні властивості мезоскопічних систем.

Магнетизм макротіл — властивості тіл, які виявляються при взаємодії їх з магнітним полем. Зумовлений спільним магнетизмом частинок, які складають тіла і макрострумів у них. Усі речовини за їх магнітними властивостями поділяються на діа-, пара-, феромагнітні. Залежно від характеру взаємодії частинок-носіїв магнітного моменту, у речовин може спостерігатися феромагнетизм, феримагнетизм, антиферомагнетизм, парамагнетизм, діамагнетизм та інші види магнетизму

Магнетизм мікрочастинок[ред. | ред. код]

Магнетизм мікрочастинок — властивість мікрочастинок, яку вони проявляють в електромагнітній взаємодії. Для окремих елементарних частинок це прояв їх спінового магнітного моменту. Магнетизм атомів і молекул обумовлюється спіновим магнетизмом електронів, їх орбітальними магнітними моментами та власними і орбітальними моментами нуклонів у ядрах. Причому магнітні моменти ядер не є простою сумою магнітних моментів нуклонів, що пояснюється впливом ядерних сил між нуклонами. Загальний магнітний момент атома складається із суми магнітних моментів його електронів і ядра. Магнітний момент парамагнітних атомів не дорівнює нулю, діамагнітні атоми мають нульовий магнітний момент.

§ 13. Електричні і магнітні явища » Народна Освіта

Електричні явища.

Термін «електрика» ввійшов у науку значно раніше, ніж були винайдені електричні лампочки, праски, холодильники — усе, без чого важко уявити наш побут. Походить цей термін від грецького слова «електрон», що означає «сонячний камінь». Так стародавні греки називали бурштин — скам’янілу смолу хвойних дерев, які росли на Землі багато тисяч років тому. Давньогрецькі вчені помітили, що бурштинове намисто, натерте хутром чи вовною, притягує до себе легкі ворсинки, пух та інші тіла. Це явище назвали електризацією.

Тіло, яке після натирання притягує до себе інші тіла, називають наелектризованим або кажуть, що йому надано електричного заряду. Якщо наелектризувати пластмасовий гребінець, розчісуючи сухе волосся, то ви помітите, що воно прилипатиме до гребінця. Це відбувається тому, що під час тертя волосся та гребінець наелектризувалися, тобто у них з’явився електричний заряд. Електричні заряди бувають позитивні й негативні.

Заряджені тіла взаємодіють. Різнойменно заряджені тіла притягуються, а однойменно заряджені — відштовхуються (мал. 47). Позитивні заряди позначають символом «+» (плюс), негативні — символом «-» (мінус).

Навколо зарядженого тіла існує електричне поле. Ми його не бачимо, але заряджені тіла взаємодіють саме завдяки електричному полю. Воно виконує роботу з притягування різнойменно заряджених тіл і відштовхування однойменно заряджених тіл.

Магнітні явища. Роботу може виконувати і магнітне поле, що існує навколо магніту.

Серед вас, напевне, не знайдеться таких, хто б ніколи не бачив, як діє магніт (мал. 48). Кожен може згадати дію магнітної стрілки компаса. А дехто зможе розповісти, як за допомогою магніту знаходив невидиму на килимі голку або змушував «танцювати» металеві ошурки.

Ми ходимо по величезному магніту — Землі. Магнітна стрілка компаса щомиті відчуває магнітну дію Землі й указує одним кінцем на північ, а другим — на південь. Це відбувається тому, що і навколо Землі, і навколо магнітної стрілки є магнітне поле. Про його існування люди дізналися порівняно недавно — приблизно 300 років тому. Але дію магнітного поля Землі використовували дуже давно. Природний магнітний залізняк застосовували у перших примітивних компасах чотири тисячі років тому. Відомості про «магнітний камінь», підвішений на нитці або встановлений на дощечці, що плаває на поверхні води, зустрічаються у багатьох стародавніх рукописах.

У різноманітних приладах використовуються штучні магніти, їх одержують, намагнічуючи сталеві тіла відповідної форми електричним струмом. Кожен магніт має два полюси: північний (ЇЧ) і південний (в) (мал. 48). Це ті частини магніту, де його дія виявляється найсильніше.

Магніти взаємодіють між собою: різнойменними полюсами притягуються, однойменними — відштовхуються (мал. 48,3). Магніт діє на сталеві й залізні предмети (мал. 48, 1; 49,1).

Постійні магніти застосовуються у мікрофонах, телефонах, магнітофонах, дзвінках, електромузичних інструментах, автомобільному та авіаційному обладнанні.

У тисячах приладів використовуються різноманітні магніти, їх маса може бути різною: від кількох грамів до тисяч кілограмів.

Ми живемо у магнітному полі Землі. Щодня дедалі більше з’ясовується вплив магнітного поля на живі організми.

Для допитливих Про електризацію тіл

Коли вчені дослідили будову атома (мал. 18), з’ясувалося, що найменші частинки, які рухаються навколо ядра, також мають електричний заряд. Тому ці частинки й назвали електронами. В атомі ядро й електрони заряджені різнойменно. Ядро атома заряджене позитивно, а електрони — негативно. Заряд ядра дорівнює сумарному зарядові електронів, тому загалом атом не має електричного заряду, тобто він нейтральний. А це означає, що тіла довкола нас також нейтральні, бо вони складаються з атомів чи молекул, які мають однакову кількість позитивних і негативних зарядів.

А як виникають заряди на тілах? Коли, наприклад, бурштин, скло чи пластмасу потерти об шовк або хутро, то під час тертя електрони деяких атомів від одного тіла відриваються й переміщаю

Реферат на тему МАГНІТИ — Фізика — Реферати — Каталог статей

Реферат на тему МАГНІТИ.

Якщо в магнітне поле, утворене струмами в провідниках увести деяку речовину, поле зміниться. Це пояснюється тим, що будь-яка речовина є магнетиком, тобто здатна під впливом магнітного поля намагнічуватися – здобувати магнітний момент М. Цей магнітний момент складається з елементарних магнітних моментів mo , зв’язаних з окремими частками тіла М = mo.

В даний час встановлено, що молекули багатьох речовин володіють власним магнітним моментом, зумовленим внутрішнім рухом зарядів. Кожному магнітному моменту відповідає елементарний круговий струм, що створює в навколишньому просторі магнітне поле. При відсутності зовнішнього магнітного поля магнітні моменти молекул орієнтовані безладно, тому зумовлене ними результуюче магнітне поле дорівнює нулю. Дорівнює нулю і сумарний магнітний момент речовини.

Останнє відноситься і до тих речовин, молекули яких при відсутності зовнішнього поля не мають магнітних моментів.

Якщо ж речовину помістити в зовнішнє магнітне поле, то під дією цього поля магнітні моменти молекул здобувають переважну орієнтацію в одному напрямку, і речовина намагнічується – його сумарний магнітний момент стає відмінним від нуля.

При цьому магнітні поля окремих молекул уже не компенсують один одного, у результаті виникає поле B. Інакше відбувається намагнічування речовин, молекули яких при відсутності зовнішнього поля не мають магнітного моменту.

Внесення таких речовин у зовнішнє поле индукує елементарні кругові струми в молекулах, і молекули, а разом з ними і всією речовиною здобувають магнітний момент, що також приводить до виникнення поля В1. Більшість речовин при внесенні в магнітне поле намагнічуються слабо. Сильними магнітними властивостями володіють тільки феромагнітні речовини : залізо, нікель, кобальт, багато їхніх сплавів та ін.

Намагніченість.

Термін «магнетики» застосовується до всіх речовин при розгляді їхніх магнітних властивостей. Ступінь намагнічення магнетика характеризується магнітним моментом одиниця об’єму. Цю величину називають намагніченістю і позначають J. Вона являє собою магнітний момент одиничного обсягу

Намагніченість є величиною векторною. Вона зростає зі збільшенням індукції В (чи напруженості Н) магнітного поля.

Величина, що одержала назву відносної магнітної проникності середовища, показує, у скількох разів магнітна індукція поле в даному середовищі більше, ніж магнітна індукція у вакуумі. Величину називають магнітною сприйнятливістю. Якщо у всіх точках речовини вектор J однаковий, говорять, що речовина намагнічена однородно.

У магнітному відношенні всі речовини можна розділити на слабомагнітні

( парамагнетики й діамагнетики) і сильнонамагнічені (феромагнетики).

Пара- і діамагнетики при відсутності магнітного поля ненамагнічені і характеризуються однозначною залежністю J від H.

Ферромагнетиками називають речовини (тверді), що можуть мати спонтанну намагніченість, тобто намагнічені вже при відсутності зовнішнього магнітного поля. Типові представники ферромагнетиків – це залізо, кобальт і багато їхніх сплавів.

Феромагнетики

Особливу групу речовин, що намагнічуються, утворюють феромагнетики (мал. 1, а). Такі речовини, внесені в магнітне поле, під його дією намагнічуються так, що підсилюють зовнішнє магнітне поле, тобто магнітні силові лінії зовнішнього магнітного поля В і магнітного поля речовини В’ мають один і той же напрям.

Ці речовини намагнічуються дуже сильно (рис. 1, 6) і зберігають власне магнітне поле після припинення дії зовнішнього поля (рис. 1, в). Це явище називається залишковим намагнічуванням і лежить в основі утворення штучних магнітів, наприклад, магнітних стрілок).

Окрім цього, для них характерне явище магнітного насичення, яке полягає у тому, що при їхньому намагнічені і поступовому збільшенні зовнішнього поля власне поле речовини спочатку зростає пропорційно до зовнішнього, відтак ця пропорційність порушується і, зрештою, зростання власного поля припиняється: речовина знаходиться в стані магнітного насичення.

Мал.1

Властивості феромагнетиків пов’язані з наявністю у їхній структурі груп атомів, які називаються доменами, котрі вже мають узгоджену орієнтацію елементарних магнітних полів. Орієнтація полів самих доменів, яка відбувається при намагнічуванні, створює власне поле речовини значно сильніше, ніж у інших магнетиків, у яких відбувається лише часткова орієнтація елементарних полів атомів речовини. Орієнтація полів доменів значною мірою зберігається і після припинення дії зовнішнього поля. Така суть залишкового намагнічування. Проте інтенсивний тепловий рух може зруйнувати цю орієнтацію, тому за високої температури феромагнітні речовини втрачають свої магнітні властивості.Температура, за якої це відбувається, має назву точки Кюрі (на честь французького вченого, який відкрив це явище). Якщо намагнічений цвях дуже нагріти, то він втратить здатність притягати до себе залізні предмети. Для заліза і сталі точка Кюрі дорівнює 700-800°С, для нікелю — 300-400°С. Існують магнетики, для яких точка Кюрі нижча від 100°С. Стан магнітного насичення відповідає, очевидно, найповнішій можливій орієнтації полів доменів. До феромагнетиків належать: залізо, сталь, нікель, кобальт і деякі сплави (пе-рмалой, магніко, алніко тощо). Отже, магнітне поле, що утворюється у речовині, є результатом додавання двох полів: зовнішнього поля і власного поля речовини, яке виникає у результаті намагнічування. Магнітна індукція В поля у речовині — це алгебраїчна сума індукції зовнішнього поля В0 та індукції Вв власного поля речовини.

Для феромагнетиків >1, тобто індукція результуючого поля є значно більшою від індукції В магнітного поля у вакуумі.

Парамагнетики ukrreferat.com – власник файлу

Речовини атоми яких мають власне елементарне магнітне поле (рис. 2, а), що утворилося внаслідок руху електронів по орбітах атомів (цей рух може розглядатися як деякий мікрострум), називаються парамагнетиками. Тіла, що складаються з таких речовин, немагнітні. Вони власного магнітного поля не утворюють, оскільки елементарні поля атомів мають в масі речовини хаотичну просторову орієнтацію, яка в процесі теплового руху весь час змінюється, і тому вони взаємно компенсуються. Але якщо таку речовину внести в потужне магнітне поле, то орієнтація мікрострумів, у результаті якої в атомах па-рамагнетиків створюється власне елементарне магнітне поле, зміниться так, що ці поля набудуть напряму такого ж, як і зовнішнє поле. Додаючись, вони утворюють власне магнітне поле речовини, яке напрямлене узгоджено Із зовнішнім полем і його підсилює (рис. 2, 6). Цей ефект називається парамагнети-змом.

Рис. 2

Якщо парамагнітне тіло піднести до полюсів магніту, воно притягується, а коли стержень із парамагнетика вільно висить на нитці, то встановлюються вздовж силових ліній поля магніту. До парамагнітних тіл належать гази, лужні та лужноземельні метали, алюміній, платина, вольфрам, хром, марганець, розчини солей заліза тощо.

Таким чином, магнітне поле, що утворюється у речовині, є результатом додавання двох полів: зовнішнього і власного поля речовини, яке виникає у результаті намагнічування.

Для парамагнетиків відносна магнітна проникність ц > 1, тобто магнітна індукція зовнішнього поля за наявності парамагнетика виявляється більшою за магнітну індукцію без парамагнетика.

У неоднорідному магнітному полі парамагнетик втягується у ділянку з більшою індукцією магнітного поля.

Якщо парамагнетик винести з магнітного поля, то його речовина повертається у вихідний немагнітний стан.

Діамагнетики

Рух електронів по орбітах в атомах можна розглядати як деякий мікро-струм. Усі ці мікроструми утворюють свої магнітні мікрополя, які, додаючись, утворюють власне елементарне магнітне поле атома. Проте в деяких випадках (за певної кількості електронів у атомі і відповідних орієнтаціях їхніх рухів) мікрополя в атомі можуть взаємно компенсуватися і тоді атом власного елементарного магнітного поля не має.

Речовини, атоми яких власного елементарного магнітного поля не мають (рис. 3, а), називаються діамагнетиками. Тіла, що складаються з діамагнетич-них речовин, немагнітні. Вони власного магнітного поля не утворюють, оскільки елементарні магнітні поля атомів відсутні.

Якщо діамагнетичну речовину помістити у зовнішнє магнітне поле, то на мікроструми в його атомах з боку поля діятимуть сили Лоренца, які викличуть зміну просторової орієнтації орбіт електронів. У зв’язку з цим в атомах з’являться наведені елементарні магнітні поля, напрями яких протилежні зовнішньому полю (правило Ленца). У результаті додавання цих елементарних полів утворюється власне магнітне поле речовини, яке спрямоване назустріч зовнішньому полю, і його послаблює (рис. 3 6). На рисунку силові лінії зовнішнього поля позначені суцільною лінією, а речовини власного поля — пунктиром. Цей ефект називається діамагнетизмом і у діамагнетиків є єдиним результатом дії зовнішнього поля.

Рис. 3

Якщо діамагнітне тіло піднести до полюсів магніту, то воно виштовхується в ділянку слабого магнітного поля, а коли стержень з діамагнетика вільно

висить на нитці в однорідному магнітному полі, то встановлюється перпендикулярно до силових ліній поля. До діамагнітних речовин належать: вода, переважна частина органічних сполук (наприклад, вуглеводи і білки), алмаз, графіт, майже всі гази, а також деякі метали (вісмут, срібло, цинк, мідь, золото). Якщо діамагнетик винести із зовнішнього магнітного поля, він повертається у вихідний немагнітний стан.Таким чином, магнітне поле, що утворюється у діамагнетику, внесеному в зовнішнє магнітне поле, є результатом додавання двох полів: зовнішнього і власного поля речовини, яке виникає у результаті намагнічування. Магнітну індукцію В поля в речовині можна виразити як алгебраїчну суму індукції BQ поля, що намагнічує, та індукції B власного поля речовини.

Для діамагнетиків відносна магнітна проникність < 1, тобто магнітна індукція поля за наявності діамагнетика виявляється меншою за магнітну індукцію без діамагнетика.

Список використаної літератури:

1. Електрика і магнетизм / Під ред. Ландсберга Г.С. — М., 1985

2. Іродів І.Е. Електромагнетизм. Основні закони. — М., 2000

3. Павлов П.В., Чубів А.Ф. Фізика твердого тіла. — М., 2000

4. Трофимова Т.І. Курс фізики. — М., 1999

4. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Довідник по фізиці. — М., 1996.

Реферат на тему «Виготовлення постійних магнітів з високою намагніченістю»

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ  ТЕХНІЧНИЙ  УНІВЕРСИТЕТ  УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ім. ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО»

Інженерно-фізичний факультет

Кафедра Високотемпературних матеріалів та порошкової металургії

рЕФЕРАТ

з дисципліни

«Матеріали спеціального призначення 3 — Магнітні та електротехнічні порошкові матеріали»

на тему:

«Виготовлення постійних магнітів з високою намагніченістю»

Виконав: студент ХХ курсу,

групи ХХХХ,

ПІБ

Перевірив: ПІБ

Захищено з оцінкою: ___________________

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………..…..3

1 Технологічний розділ……………………………………………………….4

2 Опис операцій технологічного процесу……………………………………7

3 Розрахунок і складання балансу матеріалів………………………………..9

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ………………………………….13

ВСТУП

Сьогоднішній побут важко уявити без таких звичних для нас речей, як автомобілі, мобільні телефони, ноутбуки, газові плити, пральні машини, аудіо-системи та інших. Для виготовлення цих предметів залучають різноманітні галузі промисловості (металургійну, хімічну, радіоелектронну, електротехнічну та інші). Важливою ланкою є порошкова металургія, методами якої виготовляються складові частини для вказаних вище предметів.

Порошкова металургія дозволяє отримувати матеріали та вироби з них, які недоцільно або неможливо виготовити іншими методами. В першу чергу це тугоплавкі матеріали, складно-леговані жароміцні сплави, псевдосплави, композиції металів з неметалами, широка гама конструкційних і триботехнічних, інструментальних матеріалів, матеріалів електричного призначення, пористі матеріали та вироби з них. При використанні методів порошкової металургії суттєво зменшується матеріалоємність виробів, збільшується коефіцієнт використання матеріалу, підвищується продуктивність праці, знижуються енерговитрати. Крім того, порошкові матеріали широко використовуються в якості вихідної сировини для нанесення покриттів.

Широкого застосування набули матеріали з магнітними властивостями. Вони використовуються в медицині, побутових цілях, техніці, електронних приладах, генераторах, магнітних сепараторах, динамічних гучномовцях та інших цілях. Методами порошкової металургії отримують магнітом’які і магнітотверді матеріали, ферити, магнітодіелектрики. При цьому різко збільшується коефіцієнт використання матеріалу, а також значно покращуються службові властивості магнітних матеріалів в результаті можливості виготовлення виробів строго заданого хімічного складу, з заданою структурою, з використанням вихідних порошків високої чистоти.

До магнітотвердих матеріалів, які також називаються постійними магнітами, відносяться матеріали, що володіють великими значеннями залишкової індукції і коерцитивної сили.

1. Загальні відомості

Постійний магніт – це виріб із магнітотвердого матеріалу з високою залишковою магнітною індукцією, який зберігає стан намагніченості протягом тривалого часу.

Існування постійних магнітів зумовлено явищем, яке називається феромагнетизм.

Феромагне́тики — речовини, елементарні структурні складові яких (атоми, іони ядра або колективізовані електрони) мають власні магнітні моменти, спонтанно орієнтовані паралельно один до одного або складнішим чином, внаслідок чого утворюються макрообласті (домени) з відмінним від нуля сумарним магнітним моментом. Такі властивості мають деякі метали (залізо, нікель, кобальт, гадоліній, манган, хром та їхні сплави) з великою магнітною проникністю, що проявляють явище гістерезису; розрізняють м’які феромагнетики з малою коерцитивною силою та тверді феромагнетики з великою коерцитивною силою. Феромагнетики використовуються для виробництва постійних магнітів, осердь електромагнітів та трансформаторів.

Найтиповішою властивістю є нелінійний характер процесу намагнічування.

Феромагнетики сильно втягуються в область сильнішого магнітного поля. Магнітна сприйнятливість феромагнетиків позитивна і значно більше одиниці. При не дуже високих температурах феромагнетики характеризуються спонтанною намагніченістю, яка сильно змінюється під впливом зовнішніх дій.

Властивості феромагнетиків пов’язані з наявністю у їхній структурі груп атомів, які називаються доменами, котрі вже мають узгоджену орієнтацію елементарних магнітних полів [1].

Орієнтація полів доменів, яка відбувається при намагнічуванні (рис 1.1), створює власне поле речовини значно сильніше, ніж у інших магнетиків, у яких відбувається лише часткова орієнтація елементарних полів атомів речовини. Орієнтація полів доменів значною мірою зберігається і після припинення дії

Рисунок 1.1 – Зміна доменної структури під час намагнічування феромагнітного матеріалу.

зовнішнього поля. Така суть залишкового намагнічування. Проте інтенсивний тепловий рух може зруйнувати цю орієнтацію, тому за високої температури феромагнітні речовини втрачають свої магнітні властивості.

Також ферромагнетикам притаманний Ефект Барнета — намагнічування під час обертання навіть у відсутності зовнішнього магнітного поля [2].

Для виготовлення постійного магніту, феромагнетик нагрівають до температури, вищої від температури Кюрі, а потім повільно охолоджують у магнітному полі. При температурі, вищій від температури Кюрі, феромагнетик втрачає свої магнітні властивості й стає парамагнетиком. При охолодженні, нижче від температури Кюрі, він знову набуває магнітних властивостей, при цьому зовнішнє магнітне поле сприяє тому, що магнітні домени, які виникають у ньому, орієнтуються в одному напрямку.

Феромагнітні матеріали намагнічуються в зовнішньому полі також при температурах, менших від температури Кюрі. При припиненні дії поля в них зберігається залишкова намагніченість. Його величина залежить від напруженості прикладеного магнітного поля.

Іноді намагніченість матеріалів небажана, а тому їх необхідно розмагнітити. Цього можна досягти різними способами. Нагрівання магніту до температури, вищої від температури Кюрі, завжди знімає намагнічення. Магніт можна також помістити в змінне магнітне поле, більше від коерцитивної сили матеріалу, а потім поступово зменшувати поле або витягати магніт з нього. Такий процес використовується в промисловості для розмагнічування інструментів, твердих дисків, стирання інформації на магнітних картках тощо.

Частково магніти розмагнічуються також при ударах, оскільки різка механічна дія призводить до розупорядкування доменів.

2. Групи магнітотвердих матеріалів на основі порошків

Постійних магніти з високою намагніченістю повинні мати високу залишкову магнітну індукцію (B_r) та коерцитивну силу (Hc). Необхідні властивості мають спечені вироби із магнітотвердих матеріалів. Тут варто зазначити, що такі магніти можна виготовляти як і з магнітотвердих матеріалів на основі заліза так і на основі феритів. Матеріали першої групи мають вищі значеннями максимальної магнітної енергії ((BH)_mах).

Магнітотверді матеріали на основі порошків металів за складом можна розділити на такі групи [3]:

• магніти з дисперсних порошків залізо-кобальтового сплаву;

• магніти з порошків сплавів на основі рідкоземельних елементів;

• магніти зі сплавів, що дисперсно твердіють.

Магніти з дисперсних порошків залізо-кобальтового сплаву. До цієї групи відносяться магніти з дисперсних порошків залізо-кобальтових сплавів із розміром частинок спів-розмірним із розміром доменів. Такі вироби матимуть високу магнітну однорідність, малі температурні коефіцієнти залишкової індукції та незначний розкид параметрів в партії. Їхніми недоліками є мала коерцитивна сила (залізокобальтомолібденовий матеріал H_C=20-22,4 кА/м) та магнітна енергія ((BH)_mах =7-7,2 кДж/м³).

Магніти з порошків сплавів на основі рідкоземельних елементів. До другої групи відносяться магніти на основі з’єднань типу ReCo₅. У цьому випадку як метал, що утворює з’єднання, використовують рідкоземельні елементи Y, La, Се, Рг, Sm або їхні сплави. Володіють високими магнітними властивостями (B_r=0,77…0,90 Тл; Hc=64…130 кА/м; (BH)_mах=22…29 кДж/м³). Недоліком данних магнітів є висока вартість вихідних порошків.

Магніти зі сплавів, що дисперсно-твердіють. До третьої групи відносяться магніти зі сплавів, найбільш розповсюдженими серед яких є сплави системи Fе-Ni-Аl-Co, що випускаються в різних модифікаціях. До цієї ж групи належать порошкові сплави систем Сu-Ni-Со; Сu-Ni-Fe; Аg-Мn-Аl; Fe-Со-Мо. Вони володіють задовільними магнітними властивостями (B_r=0,52…0,75 Тл; Hc=40…52 кА/м; (BH)_mах =8…12 кДж/м³ ), їхня вартість є рентабельною, технологія виробництва дозволяє отримувати вироби з різноманітними наперед заданими властивостями без значних витрат на виробництво.

3. Технологічні схеми виготовлення постійних магнітів типу альніко

При виготовленні постійних магнітів типу альніко принципово можливі три варіанти технологічної схеми [3]:

1) Змішування порошкоподібних складових сплаву у вигляді порошків чистих металів, пресування суміші та спікання виробів.

2) Помел відходів литого сплаву заданого складу з наступним пресуванням та спіканням.

3) Змішування порошків заліза, нікелю, кобальту, міді з порошками лігатури Аl-Ni та Аl-Fe, пресування та спікання.

Змішування порошкоподібних складових сплаву у вигляді порошків чистих металів, пресування суміші та спікання виробів. Недоліком цього варіанту є наявність на частинках порошку алюмінію тонкого шару оксиду алюмінію, котрий перешкоджає нормальному спіканню. Внаслідок низької температури плавлення алюмінію (660⁰С) та більш високої температури спікання (1200⁰С), яка забезпечує дифузію між всіма компонентами сплаву, алюміній довгий час перебуває в перегрітому стані, що приводить до його окиснення та азотування газами, які є в захисному середовищі при спіканні. Останні процеси (крім утворення немагнітних фаз) викликають втрати алюмінію, порушують хімічний склад, що погано відкликається на магнітних властивостях. Технологічну схему показано на рисунку 3.1.

Помел відходів литого сплаву заданого складу з наступним пресуванням та спіканням. По другому варіанту в якості вихідних матеріалів використовують відходи традиційних методів виробництва магнітів литвом з послідуючою механічною обробкою — ливарні відходи та стружку. В цьому випадку з указаних відходів шляхом плавлення з наступним розпиленням отримують порошок магнітного сплаву, котрий і є вихідною сировиною для отримання магнітів методами порошкової металургії. Отриманий таким шляхом порошок має високу твердість , звідси пресування заготівок з нього методами прямого пресування при кімнатній температурі ускладнено. Більш доцільно

Рисунок 3.1 – Схема одержання магнітів з порошків металів

використовувати гаряче пресування в стальних прес-формах при температурі 1100-1200⁰С в захисному середовищі. Отримані при цьому магнітно-тверді матеріали по властивостях значно програють матеріалам, отриманим третім варіантом. Це обумовлено тим, що в процесі вилучення вихідного порошку розпиленням розплаву, а також при гарячому пресуванні матеріал частково окислюється. У зв’язку з цим другий варіант виготовлення магнітів не знаходить широкого застосування. Схема отримання показана на рисунку 3.2.

Порошки металів отриманих з ливарних

відходів та механічної обробки виробів

(Fe, Al, Ni, Co, Cu)

Дозування

Змішування

Гаряче пресування

Термомагнітна обробка

Спікання

Термомагнітна обробка

Контроль продукції

Готовий виріб

Рисунок 3.2 – Схема виробництва магнітів з відходів виробництва

Змішування порошків заліза, нікелю, кобальту, міді з порошками лігатури Аl-Ni та Аl-Fe, пресування та спікання. Третій варіант дозволяє усунути недоліки першого – окислення та низьку температуру плавлення порошку алюмінію. Це досягається введенням алюмінію у вигляді лігатури. Склад лігатури вибирають з таким розрахунком, щоб температура її плавлення знаходилась в межах 1100-1150⁰С [4]. Таким чином запобігається перегрів алюмінію. Це полегшує процес диспергування розплаву при одержанні порошку лігатури розпиленням і приводить до утворення рідкої фази при спіканні сплавів при температурі 1200⁰С. Присутність рідкої фази, зникаючої в процесі спікання, сприяє активації процесу спікання і, отже, отриманню високощільних виробів. Зазвичай використовують Fe—Аl-лігатуру. Її переваги в більш низькій температурі плавлення у порівнянні з Ni—Al-лігатурою. Схема виробництва зображена на рисунку 3.3.

Fe-Al-лігатура Порошки Fe, Al, Co, Cu

Дозування

Змішування

Пресування

Спікання

Механічна обробка

Термомагнітна обробка

Контроль продукції

Готовий виріб

Рисунок 3.3 – Схема виробництва магнітів з порошків металів та Fe-Al

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. F. Bitter. On inhomogeneities in the magnetization of ferromagnetic materials. Phys. Rev., 38:1903, 1931.

2. H.J. Williams, R.M. Bozort, and W. Shockley. Magnetic domain patterns on single crystals of silicon iron. Phys. Rev., 75:155, 1949.

3. Степанчук А. Н., Білик И. И., Бойко П. А. Технология порошковой металургии. – К.: Вища школа, 1989. – 415 с.

4. Гнесин Г.Г., Дубок В.А., Братерская Г.Н., Ковенский И.И., Левченко Г.В., Минакова Р.В., Падерно Ю.Б., Панасюк О.А., Теодорович О.К., Тульчинский Л.Н. Спеченые материалы для электротезники и электроники. Справочное издание. – М.: Металлургия, 1984. – 344 с.

Урок «Явища природи. Електричні та магнітні явища.»

Урок «Явища природи. Електричні та магнітні явища.»

Підготувала

вчитель природознавства

Голуб Л.А.

Тема: Явища природи. Електричні та магнітні явища.

Мета: ввести нові поняття “магніт”, “магнітні явища”, “полюси магніту”,

“електризація”, розповісти про природні та штучні магніти, принцип

роботи компаса; виявити роль електрики у природі та сучасному житті

людини; сприяти формуванню охайності в роботі та дотриманню правил

техніки безпеки; розвивати логічне мислення школярів, уміння

порівнювати, використовувати опорні знання та життєвий досвід для

опанування новими знаннями, робити висновки, аргументовано доводити

свою точку зору; розвивати зацікавленість природничими науками та

пошуковий інтерес під час демонстрацій та виконання дослідів.

Тип уроку: комбінований

І. Організаційний момент.

ІІ. Повторення вивченого матеріалу

Питання для фронтального опитування подані на картках, які учні обирають самостійно:

1. Що таке природні явища?

2. Що таке механічний рух?

3. Що таке звук?

4. Які явища називають тепловими?

5. Що таке температура тіла чи речовини? У яких одиницях вимірюється?

6. Що таке світло? Наведіть приклади різних джерел світла.

7. Чому вранці та ввечері холодніше, ніж опівдні?

8. Яку роль у житті рослин та тварин відіграє світло?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

1. Що таке магніт. Природні та штучні магніти

Тіла, які мають магнітні властивості, називаються магнітами (від грецького – камінь з міста Магнесії – давнього міста у Туреччині). Отже, залізна руда є природним магнітом.

Кожний з вас може зробити магніт у себе вдома. Ще в 1269 році П’єр Перегрін написав книжку, яка називалася «Листи про магніти». Він встановив, що якщо стальну спицю потерти природним магнітом, то вона стане магнітом або, як ми кажемо, намагнітиться. Такі магніти дістали назву штучних.

Магніти широко використовує людина. Ними можна скористатись для кріплення карт, таблиць, для пошуку голки, інших дрібних залізних виробів, для щільного закривання дверей тощо. Намагнічений інструмент дає можливість годинниковому майстру працювати із дрібними залізними деталями, не гублячи їх.

Залежно від призначення магніти виготовляють різноманітної форми та розмірів. Існують штучно виготовлені підковоподібний та штабовий магніти. В них одна половина зафарбована у синій колір, інша – у червоний. Це зроблено для того, щоб розрізняти північний полюс (Пн.) магніту та південний (Пд.).

Пояснення з елементами бесіди та демонструванням дослідів. (Покладемо на столі дрібні цвяхи. Наблизимо до них магніт. Виявиться, що найбільше цвяхів притягнеться до кінців магніту. Ділянки магніту, де виявляються найсильніші магнітні дії, називаються полюсами магніту.)

Для орієнтування на місцевості люди виготовили прилад компас. Хоча напрями на північ і південь компас показує лише наближено, тобто з певною похибкою. Він дає змогу визначати сторони горизонту за будь-якої погоди. Тому компас обов’язково беруть із собою мореплавці, геологи, туристи. Основна складова цього приладу – магнітна стрілка. Вона розташована на вістрі голки і вільно обертається. Оскільки наша планета сама є магнітом велетенських розмірів, магнітна стрілка компаса щомиті відчуває магнітну дію Землі. І тому один її кінець завжди вказує на північ, а інший – на південь.

2. Електризація тіл та електричні явища

Не тільки магніти можуть діяти на тіла на відстані. Якщо пластмасову лінійку натерти папером, то вона притягуватиме до себе маленькі клаптики паперу, пір’їнки, тонкі цівки води так само, як магніт залізо. Подібне відбувається, коли до клаптиків паперу піднести пластмасовий гребінець, яким щойно розчісували сухе волосся. В обох випадках це сталося тому, що внаслідок тертя лінійка та гребінець наелектризувалися, тобто набувають електричного заряду. Явище, в результаті якого тіла набувають властивості притягувати інші тіла, називають електризацією тіл, а самі тіла називаються наелектризованими або ж такими, що мають електричний заряд (учні працюють з пластмасовими предметами досліджуючи електричне явище).

Подібну до бурштину властивість мають й інші речовини й тіла. Якщо скляну паличку, потерту об шовкову тканину, піднести до сухої руки, то можна почути легке потріскування, а в темряві – побачити невеликі іскорки. Іскри можна побачити також під час знімання вовняного або синтетичного одягу в темній кімнаті. Це і є невеликі блискавки і громи. Дуже легко наелектризувати тертям об хутро палички з гуми, сірки, пластмаси, капрону.

В електризації завжди беруть участь два тіла. Під час електризації електризуються обидва тіла.

Виконуючи досліди з електризації різних тіл, учені домовилися, що заряд на скляній паличці, потертій об шовк, називатиметься позитивним, а заряд на ебонітовій (від англійського слова ебоніт – тверда чорного кольору речовина з каучуку) паличці, потертій об вовну, – негативним, тобто зарядам приписали знаки «+» (плюс) і «–» (мінус). Таким чином, заряди бувають двох видів: позитивні та негативні.

3. Електрика навколо нас

Щоб краще уявити значення електрики в нашому житті, подумайте, що могло б статися, якби вона раптом зникла. Відразу замовкнуть радіоприймачі й телефони, зникнуть зображення з екранів телевізорів та комп’ютерів, зупиняться верстати на заводах і фабриках, які приводяться в рух за допомогою електричних двигунів… Навіть звичний автомобіль не зможе рухатися, бо не працюватиме його стартер, за допомогою якого запускається двигун, система запалення, освітлення, контролю… Раптове зникнення електрики в сучасному світі спричинило б величезну катастрофу

У природі також є електричні явища, що супроводжують людину все життя,— це блискавки, величезні електричні розряди, які можуть завдати багато лиха. Тому здавна їх вивчають, щоб знайти надійний захист. Блискавка – велетенський електричний іскровий розряд довжиною декілька кілометрів та діаметром у десятки сантиметрів. Триває недовго: лише десяті частки секунди. Учені підрахували, що кожної доби на всій земній кулі відбувається приблизно одна гроза кожні дві секунди, тобто за добу спалахує близько 8 мільйонів блискавок. Грози найчастіше бувають улітку в другій половині дня. Тривалість більшості гроз близько години. Однак у тропіках і горах вони іноді тривають до 12-13 годин.

ІV. Підведення підсумків.

1. Магніти – це природні чи штучні тіла, здатні притягувати до себе інші тіла, до складу яких входить залізо.

2. Однойменні полюси магніту відштовхуються, а різнойменні притягуються.

3. Електричні явища – це взаємодія наелектризованих тіл.

4. У природі існує два види електричних зарядів: позитивні і негативні. Однойменно заряджені тіла відштовхуються, а різнойменно заряджені – притягуються.

V. закріплення знань.

Робота учнів з завданнями у робочих зошитах.

Бесіда «Ти мені — я тобі», учні ставлять питання один одному по даній темі, таким чином іде повторення і закріплення матеріалу.

VІ. Домашнє завдання.

Опрацювати § 12.

Читать диплом по физике: «Основні магнітні явища: діамагнетизм, парамагнетизм, феромагнетизм»

(Назад) (Cкачать работу)

Функция «чтения» служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

ЛЕКЦІЯ №1 ОСНОВНІ МАГНІТНІ ЯВИЩА: ДІАМАГНЕТИЗМ, ПАРАМАТНЕТИЗМ, ФЕРОМАГНЕТИЗМ 1. Крива намагнічування феромагнетика. Магнітні величини

2. Класифікація матеріалів за магнітними властивостями

3. Магнітно-м’які матеріали

4. Низькочастотні магнітно-м’які матеріали

5. Приклади Всі матеріали, які знаходяться в зовнішньому магнітному полі, намагнічуються. Намагнічування пов’язане з наявністю в атомів, що складають матеріал (або іонів, молекул) мікроскопічних магнітних моментів.

Макроскопічною характеристикою намагнічування матеріалів служить величина намагнічуваності М, яка рівна сумарному магнітному моменту атомів одиниці об’єму.

Встановлено зв’язок намагнічуваності М з напруженістю Н зовнішнього магнітного поля: М = kmН, де km – безрозмірний коефіцієнт пропорційності називають магнітною прийнятністю матеріалу.

В залежності від знаку та величини магнітного сприйняття всі матеріали поділяють на діамагнетики, парамагнетики та феромагнетики.

Діамагнетики – матеріали, які намагнічуються протилежно прикладеному полю та послаблюють його, тобто мають km

Діамагнетизм присутній всім речовинам (матеріалам) але виражений слабо. До діамагнетиків відносяться інертні гази, неперехідні метали (Be, Zn, Pb, Cu, Ag та ін.), напівпровідники (Ge, Si), діелектрики (полімери, скло та ін.), надпровідники.

Парамагнетики — матеріали, які мають km > 0 (від 10-2 до 10-5) та слабо намагнічуються зовнішнім полем.

Під дією зовнішнього поля магнітні моменти атома отримують переважне орієнтування (парамагнітний ефект), і в кристала з’являється деяка намагнічуваність. До пара магнетиків відносяться метали, атоми яких мають непарну кількість валентних електронів (K, Na, Al та ін.), перехідні метали (Mo, W, Ti, Pt та ін.) з недобудованими електронними оболонками атомів.

Феромагнетики характеризуються великим значенням магнітної сприйнятливості (km >> 1), а також її нелінійної залежності від напруженості поля та температури. Залізо, нікель, кобальт та рідко земельний метал гадоліній мають надзвичайно велике значення km ~ 106. Їх здатність сильно намагнічуватись широко використовується в техніці.

Згідно квантової теорії всі основні властивості феромагнетиків обумовлені доменною структурою їх кристалів.

Домен – область кристалу розміром 10-4 – 10-6 м, де магнітні моменти атомів орієнтовані паралельно визначеному кристалографічному напрямку.

(Між доменами є перехідні шари (доменні стінки) шириною 10-7 – 10-8 м, всередині яких спінові магнітні моменти поступово повертаються.) КРИВА НАМАГНІЧУВАННЯ ФЕРОМАГНЕТИКА. МАГНІТНІ ВЕЛИЧИНИ

діамагнетизм феромагнетизм парамагнетизм гістерезис

Намагнічуваність монокристала феромагнетика анізотропна. Кристал заліза в напрямку ребра куба намагнічується до насичення Мs при значно меншій напруженості поля при намагнічуванні в напрямку діагоналі куба або в інших кристалографічних напрямках. Отже, в монокристалі заліза є шість напрямків легкого намагнічування, повернуті один відносно одного на 90 або 1800, за якими і орієнтуються вектори намагнічуваності доменів.

Питома енергія (Дж/м3), яку необхідно затратити на перемагнічування з напрямку легкого намагнічування в напрямок важкого намагнічування, називається константою