-->
|
|
|
Ãëàâà 5. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ § 6.4. Îñíîâíûå ñâîéñòâà ôåððîìàãíåòèêîâ
Óæå ãîâîðèëîñü î òîì, ÷òî ôåððîìàãíåòèêè íàìàãíè÷èâàþòñÿ ïî íàïðàâëåíèþ ïîëÿ è çíà÷åíèå ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòè ð ó íèõ ìîæåò áûòü ìíîãî áîëüøå åäèíèöû. Êðîìå òîãî, ôåððîìàãíèòíûå òåëà îáëàäàþò îñòàòî÷íûì ìàãíåòèçìîì, ÷åãî íå íàáëþäàåòñÿ ó ïàðàìàãíèòíûõ è äèàìàãíèòíûõ òåë. Ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü ôåððîìàãíåòèêîâ íåïîñòîÿííà. Îíà çàâèñèò îò ìàãíèòíîé èíäóêöèè âíåøíåãî ïîëÿ. Ïðè÷åì íå òîëüêî îò çíà÷åíèÿ ìàãíèòíîé èíäóêöèè â äàííûé ìîìåíò âðåìåíè, íî è îò «ïðåäûñòîðèè îáðàçöà», ò. å. îò òåõ ïîëåé, êîòîðûå äåéñòâîâàëè íà âåùåñòâî â ïðåäøåñòâóþùèå ìîìåíòû âðåìåíè. Ïîäðîáíåå íà ýòîì ìû îñòàíîâèìñÿ íåìíîãî ïîçäíåå. Ôåððîìàãíåòèêàìè ÿâëÿþòñÿ ëèøü íåêîòîðûå òâåðäûå òåëà. Ôåððîìàãíåòèçì — ýòî íå ñâîéñòâî îòäåëüíûõ èçîëèðîâàííûõ àòîìîâ æåëåçà è äðóãèõ âåùåñòâ, à ñâîéñòâî îáðàçöà â öåëîì. Òî÷êà ÊþðèÂñå ôåððîìàãíåòèêè ïðè íàãðåâàíèè äî îïðåäåëåííîé, õàðàêòåðíîé äëÿ êàæäîãî âåùåñòâà òåìïåðàòóðû òåðÿþò ñâîè ôåððîìàãíèòíûå ñâîéñòâà è ñòàíîâÿòñÿ ïàðàìàãíåòèêàìè. Òåìïåðàòóðà, ïðè êîòîðîé âåùåñòâî òåðÿåò ôåððîìàãíèòíûå ñâîéñòâà, íàçûâàåòñÿ òåìïåðàòóðîé èëè òî÷êîé Êþðè, ïî èìåíè îòêðûâøåãî ýòî ÿâëåíèå ôðàíöóçñêîãî ó÷åíîãî Ï. Êþðè. Îáíàðóæèòü ñóùåñòâîâàíèå òåìïåðàòóðû Êþðè î÷åíü ïðîñòî. Ïðè íàãðåâàíèè ïîñòîÿííîãî ìàãíèòà âûøå ýòîé òåìïåðàòóðû îí ïåðåñòàåò ïðèòÿãèâàòü æåëåçíûå ïðåäìåòû. Òåìïåðàòóðà Êþðè äëÿ æåëåçà 770 °Ñ, äëÿ íèêåëÿ 365 °Ñ, äëÿ êîáàëüòà 1000 °Ñ. Ñóùåñòâóþò ôåððîìàãíèòíûå ñïëàâû ñ òåìïåðàòóðîé Êþðè ìåíüøå 100 °Ñ. Îíè òåðÿþò ôåððîìàãíèòíûå ñâîéñòâà â ãîðÿ÷åé âîäå. Ïðè òåìïåðàòóðå Êþðè íàðÿäó ñ ìàãíèòíûìè ìåíÿþòñÿ è íåêîòîðûå äðóãèå ñâîéñòâà ôåððîìàãíåòèêîâ.  ÷àñòíîñòè, ìåíÿåòñÿ è òåïëîåìêîñòü. Äàæå íå ðåãèñòðèðóÿ ìàãíèòíîå ñîñòîÿíèå æåëåçà ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû, à íàáëþäàÿ ëèøü çà èçìåíåíèåì åãî òåïëîåìêîñòè, ìîæíî ïðèéòè ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî ïðè òåìïåðàòóðå Êþðè ñ æåëåçîì ïðîèñõîäèò íå÷òî ñóùåñòâåííîå. Ïðè òåìïåðàòóðå Êþðè ïåðåõîä ôåððîìàãíåòèêà èç îäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå (ïàðàìàãíèòíîå) èäåò áåç ïîãëîùåíèÿ (èëè âûäåëåíèÿ) ýíåðãèè. Òàêîãî ðîäà ïåðåõîä áåç ñêà÷êîîáðàçíîãî èçìåíåíèÿ ýíåðãèè íàçûâàþò ôàçîâûì ïåðåõîäîì âòîðîãî ðîäà. Êðèâàÿ íàìàãíè÷èâàíèÿÌàãíèòíîå ñîñòîÿíèå ôåððîìàãíåòèêà óäîáíî õàðàêòåðèçîâàòü âåëè÷èíîé, íàçûâàåìîé íàìàãíè÷åííîñòüþ. Áåëè äëèííûé îäíîðîäíûé ñòåðæåíü ïîìåñòèòü âíóòðü ñîëåíîèäà, òî ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ âíóòðè íåãî ñòàíåò ðàâíîé  = μÂ0. Ðàçíîñòü ìåæäó  è B0 ìîæåò ñëóæèòü ìåðîé íàìàãíè÷èâàíèÿ ìàòåðèàëà. Íàìàãíè÷åííîñòü J ðàâíà: J = B - B0, (6.4.1) èëè ñ ó÷åòîì ñîîòíîøåíèÿ (6.1.1) J = (μ - 1)B0. (6.4.2) Çàâèñèìîñòü J îò Â0 ñëîæíàÿ, òàê êàê μ äëÿ ôåððîìàãíåòèêîâ çàâèñèò îò Â0. Ãðàôè÷åñêè çàâèñèìîñòü J îò Â0 âûðàæàåò òàê íàçûâàåìàÿ êðèâàÿ íàìàãíè÷èâàíèÿ, êîòîðóþ ìîæíî íàéòè ýêñïåðèìåíòàëüíî (ñì. § 6.1). Èç îïûòà ïîëó÷àþò ñëåäóþùåå. Åñëè æåëåçíûé îáðàçåö íå áûë ïðåäâàðèòåëüíî íàìàãíè÷åí, òî J âíà÷àëå ðàñòåò ñ óâåëè÷åíèåì Â0 ïî÷òè ïî ëèíåéíîìó çàêîíó (ðèñ. 6.7). Íî äàëåå, äàæå â ñðàâíèòåëüíî ñëàáûõ ïîëÿõ, íàñòóïàåò íàñûùåíèå: íàìàãíè÷åííîñòü îñòàåòñÿ íåèçìåííîé, íåñìîòðÿ íà ðîñò Â0. Çäåñü ñðàçó ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ïðè íàñûùåíèé âñå ýëåìåíòàðíûå òîêè îðèåíòèðîâàíû ïîëíîñòüþ ïî ïîëþ, òàê ÷òî ñ äàëüíåéøèì ðîñòîì Â0 ñîçäàííîå èìè ïîëå óæå íå ìîæåò èçìåíèòüñÿ. Òàê è åñòü íà ñàìîì äåëå. Äëÿ êàæäîãî ôåððîìàãíåòèêà õàðàêòåðíà ñâîÿ èíäèâèäóàëüíàÿ êðèâàÿ íàìàãíè÷èâàíèÿ.
|
|
|