Détermination de la perméabilité magnétique d'une substance. Son rôle dans la description du champ magnétique

Si vous effectuez une expérience avec un solénoïde connecté à un galvanomètre balistique, lorsque le courant est activé dans le solénoïde, vous pouvez déterminer la valeur du flux magnétique Ф, qui sera proportionnelle au rejet de l'aiguille du galvanomètre. Nous allons mener l'expérience deux fois, et nous réglerons le courant (I) dans le galvanomètre pour qu'il soit le même, mais dans la première expérience, le solénoïde sera sans noyau, et dans la deuxième expérience, avant d'allumer le courant, nous introduira un noyau de fer dans le solénoïde. On constate que dans la seconde expérience le flux magnétique est nettement supérieur à celui de la première (sans noyau). En répétant l'expérience avec des noyaux d'épaisseurs différentes, il s'avère que le flux maximal est obtenu lorsque tout le solénoïde est rempli de fer, c'est-à-dire que l'enroulement est étroitement enroulé autour du noyau de fer. Vous pouvez expérimenter avec différents noyaux. Le résultat est que :

où $Ф$ est le flux magnétique dans une bobine avec un noyau, $Ф_0$ est le flux magnétique dans une bobine sans noyau. L'augmentation du flux magnétique lorsque le noyau est introduit dans le solénoïde s'explique par le fait que le flux magnétique créé par une combinaison de courants moléculaires ampères orientés s'est ajouté au flux magnétique qui crée le courant dans l'enroulement du solénoïde. Sous l'influence d'un champ magnétique, les courants moléculaires sont orientés et leur moment magnétique total cesse d'être égal à zéro, un champ magnétique supplémentaire apparaît.

Définition

La valeur $\mu $, qui caractérise les propriétés magnétiques du milieu, est appelée perméabilité magnétique (ou perméabilité magnétique relative).

C'est une caractéristique sans dimension de la matière. Une augmentation du flux Ф de $\mu $ fois (1) signifie que l'induction magnétique $\overrightarrow(B)$ dans le noyau est autant de fois supérieure que dans le vide au même courant dans le solénoïde. Par conséquent, on peut écrire que :

\[\overrightarrow(B)=\mu (\overrightarrow(B))_0\left(2\right),\]

où $(\overrightarrow(B))_0$ est l'induction du champ magnétique dans le vide.

En plus de l'induction magnétique, qui est la force principale caractéristique du champ, une quantité vectorielle auxiliaire telle que l'intensité du champ magnétique ($\overrightarrow(H)$) est utilisée, qui est liée à $\overrightarrow(B)$ par la rapport suivant :

\[\overrightarrow(B)=\mu \overrightarrow(H)\left(3\right).\]

Si l'on applique la formule (3) à l'expérience avec un noyau, on obtient qu'en l'absence de noyau :

\[(\overrightarrow(B))_0=(\mu )_0\overrightarrow(H_0)\left(4\right),\]

où $\mu$=1. En présence d'un noyau, on obtient :

\[\overrightarrow(B)=\mu (\mu )_0\overrightarrow(H)\left(5\right).\]

Mais puisque (2) est satisfait, il s'avère que :

\[\mu (\mu )_0\overrightarrow(H)=(\mu m)_0\overrightarrow(H_0)\vers \overrightarrow(H)=\overrightarrow(H_0)\left(6\right).\]

Nous avons obtenu que la force du champ magnétique ne dépend pas du type de substance homogène avec laquelle l'espace est rempli. La perméabilité magnétique de la plupart des substances est d'environ l'unité, à l'exception des ferromagnétiques.

Susceptibilité magnétique de la matière

Habituellement, le vecteur d'aimantation ($\overrightarrow(J)$) est associé au vecteur d'intensité en chaque point de l'aimant :

\[\overrightarrow(J)=\varkappa \overrightarrow(H)\left(7\right),\]

où $\varkappa $ est la susceptibilité magnétique, une quantité sans dimension. Pour les substances non ferromagnétiques et dans les petits champs, $\varkappa $ ne dépend pas de l'intensité, c'est une grandeur scalaire. Dans les milieux anisotropes, $\varkappa$ est un tenseur et les directions de $\overrightarrow(J)$ et $\overrightarrow(H)$ ne coïncident pas.

Relation entre la susceptibilité magnétique et la perméabilité magnétique

En substituant dans (8) l'expression du vecteur aimantation (7), on obtient :

\[\overrightarrow(H)=\frac(\overrightarrow(B))((\mu )_0)-\overrightarrow(H)\left(9\right).\]

On exprime la tension, on obtient :

\[\overrightarrow(H)=\frac(\overrightarrow(B))((\mu )_0\left(1+\varkappa \right))\to \overrightarrow(B)=(\mu )_0\left( 1+\varkappa \right)\overrightarrow(H)\left(10\right).\]

En comparant les expressions (5) et (10), on obtient :

\[\mu =1+\varkappa \left(11\right).\]

La susceptibilité magnétique peut être positive ou négative. De (11) il s'ensuit que la perméabilité magnétique peut être à la fois supérieure à l'unité et inférieure à celle-ci.

Exemple 1

Tâche : Calculer l'aimantation au centre d'une bobine circulaire de rayon R=0,1 m avec un courant de I=2A si elle est immergée dans de l'oxygène liquide. La susceptibilité magnétique de l'oxygène liquide est $\varkappa =3,4\cdot (10)^(-3).$

Comme base pour résoudre le problème, nous prenons une expression qui reflète la relation entre l'intensité du champ magnétique et l'aimantation :

\[\overrightarrow(J)=\varkappa \overrightarrow(H)\left(1.1\right).\]

Trouvons le champ au centre de la bobine avec le courant, car nous devons calculer l'aimantation à ce point.

Nous sélectionnons une section élémentaire sur un conducteur porteur de courant (Fig. 1), comme base pour résoudre le problème, nous utilisons la formule de l'intensité d'un élément de bobine avec courant:

où $\\overrightarrow(r)$ est le rayon vecteur tiré de l'élément courant jusqu'au point considéré, $\overrightarrow(dl)$ est l'élément du conducteur avec courant (la direction est donnée par le sens du courant ), $\vartheta$ est l'angle entre $ \overrightarrow(dl)$ et $\overrightarrow(r)$. Basé sur la Fig. 1 $\vartheta=90()^\circ $, donc (1.1) sera simplifié, en plus, la distance du centre du cercle (le point où l'on cherche le champ magnétique) de l'élément conducteur avec courant est constant et égal au rayon de la bobine (R), on a donc :

Le vecteur résultant de l'intensité du champ magnétique est dirigé le long de l'axe X, il peut être trouvé comme la somme des vecteurs individuels $\ \ \overrightarrow(dH),$ puisque tous les éléments de courant créent des champs magnétiques au centre de la mèche, dirigé le long de la normale de la bobine. Ensuite, selon le principe de superposition, l'intensité totale du champ magnétique peut être obtenue en faisant l'intégrale :

On substitue (1.3) dans (1.4), on obtient :

On trouve l'aimantation, si on substitue l'intensité de (1.5) à (1.1), on obtient :

Toutes les unités sont données dans le système SI, faisons les calculs :

Réponse : $J=3,4\cdot (10)^(-2)\frac(A)(m).$

Exemple 2

Tâche : Calculer la proportion du champ magnétique total dans une tige de tungstène, qui se trouve dans un champ magnétique externe uniforme, qui est déterminé par les courants moléculaires. La perméabilité magnétique du tungstène est $\mu =1.0176.$

L'induction du champ magnétique ($B"$), qui est expliquée par les courants moléculaires, peut être trouvée comme :

où $J$ est l'aimantation. Il est lié à l'intensité du champ magnétique par l'expression :

où la susceptibilité magnétique d'une substance peut être trouvée comme:

\[\varkappa =\mu -1\ \left(2.3\right).\]

Par conséquent, nous trouvons le champ magnétique des courants moléculaires comme :

Le champ total dans la barre est calculé selon la formule :

Nous utilisons les expressions (2.4) et (2.5) pour trouver la relation recherchée :

\[\frac(B")(B)=\frac((\mu )_0\left(\mu -1\right)H)(\mu (\mu )_0H)=\frac(\mu -1) (\mu ).\]

Faisons les calculs :

\[\frac(B"))(B)=\frac(1.0176-1)(1.0176)=0.0173.\]

Réponse : $\frac(B"))(B)=0.0173.$

Perméabilité magnétique- grandeur physique, coefficient (dépendant des propriétés du milieu), caractérisant la relation entre l'induction magnétique B (\displaystyle (B)) et l'intensité du champ magnétique H (\displaystyle (H)) en substance. Pour différents supports, ce coefficient est différent, ils parlent donc de la perméabilité magnétique d'un support particulier (impliquant sa composition, son état, sa température, etc.).

On le trouve pour la première fois dans l'ouvrage de Werner Siemens "Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus" ("Contribution à la théorie de l'électromagnétisme") en 1881.

Habituellement désigné par une lettre grecque µ (\displaystyle\mu ). Il peut s'agir à la fois d'un scalaire (pour les substances isotropes) et d'un tenseur (pour les substances anisotropes).

En général, la relation entre l'induction magnétique et l'intensité du champ magnétique à travers la perméabilité magnétique est présentée comme

et µ (\displaystyle\mu ) dans le cas général, il faut ici l'entendre comme un tenseur, ce qui dans la notation des composantes correspond à :

Pour les substances isotropes, le rapport :

peut s'entendre au sens de multiplier un vecteur par un scalaire (la perméabilité magnétique se réduit dans ce cas à un scalaire).

Souvent la désignation µ (\displaystyle\mu ) est utilisé différemment qu'ici, à savoir pour la perméabilité magnétique relative (dans ce cas µ (\displaystyle\mu ) coïncide avec celle du SGH).

La dimension de la perméabilité magnétique absolue en SI est la même que la dimension de la constante magnétique, c'est-à-dire H / ou / 2 .

La perméabilité magnétique relative dans SI est liée à la susceptibilité magnétique χ par la relation

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  La grande majorité des substances appartiennent soit à la classe des diamagnets ( μ ⪅ 1 (\displaystyle \mu \lessapprox 1)), ou à la classe des paramagnétiques ( μ ⪆ 1 (\displaystyle \mu \gtrapprox 1)). Mais un certain nombre de substances - (ferromagnétiques), par exemple le fer, ont des propriétés magnétiques plus prononcées.

  Dans les ferromagnétiques, en raison de l'hystérésis, la notion de perméabilité magnétique à proprement parler n'est pas applicable. Cependant, dans une certaine plage de variation du champ magnétisant (de sorte que l'aimantation résiduelle peut être négligée, mais jusqu'à saturation), il est possible, en meilleure ou moins bonne approximation, de représenter cette dépendance comme linéaire (et pour matériaux magnétiquement doux, la limitation par le bas peut ne pas être trop importante dans la pratique), et en ce sens, l'amplitude de la perméabilité magnétique peut également être mesurée pour eux.

  Perméabilité magnétique de certaines substances et matériaux

  Susceptibilité magnétique de certaines substances

  Susceptibilité magnétique et perméabilité magnétique de certains matériaux

  Moyen	Susceptibilité χ m (volumétrique, SI)	Perméabilité μ [H/m]	Perméabilité relative μ/μ 0	Un champ magnétique	Fréquence maximale
  Metglas (anglais) Metglas)		1,25	1 000 000	à 0,5 T	100 kHz
  Nanoperm (Anglais) Nanoperme)		10 × 10 -2	80 000	à 0,5 T	10 kHz
  mu métal		2,5 × 10 -2	20 000	à 0,002 T
  mu métal			50 000
  Permalloy		1,0 × 10 -2	70 000	à 0,002 T
  Acier électrique		5,0 × 10 -3	4000	à 0,002 T
  Ferrite (nickel-zinc)		2,0 × 10 -5 - 8,0 × 10 -4	16-640		100 kHz ~ 1 MHz [ ]
  Ferrite (manganèse-zinc)		>8,0 × 10 -4	640 (et plus)		100 kHz ~ 1 MHz
  Acier		8,75 × 10 -4	100	à 0,002 T
  Nickel		1,25 × 10 -4	100 - 600	à 0,002 T
  Aimant néodyme			1.05	jusqu'à 1,2-1,4 T
  Platine		1,2569701 × 10 -6	1,000265
  Aluminium	2,22 × 10 -5	1,2566650 × 10 -6	1,000022
  Bois			1,00000043
  Air			1,00000037
  Béton			1
  Vide	0	1,2566371 × 10 -6 (µ 0)	1
  Hydrogène	-2,2 × 10 -9	1,2566371 × 10 -6	1,0000000
  Téflon		1,2567 × 10 -6	1,0000
  Saphir	-2,1 × 10 -7	1,2566368 × 10 -6	0,99999976
  Cuivre	-6.4×10-6 ou -9,2 × 10 -6	1,2566290 × 10 -6	0,999994

  Le moment magnétique est la principale grandeur vectorielle qui caractérise les propriétés magnétiques d'une substance. La source de magnétisme étant un courant fermé, la valeur du moment magnétique M défini comme le produit de l'intensité du courant jeà la zone couverte par le circuit de courant S :

  M = I×S A × m 2 .

  Les couches d'électrons des atomes et des molécules ont des moments magnétiques. Les électrons et autres particules élémentaires ont un moment magnétique de spin déterminé par l'existence de leur propre moment mécanique - le spin. Le moment magnétique de spin d'un électron peut être orienté dans un champ magnétique externe de telle manière que seules deux projections égales et de direction opposée du moment sur la direction du vecteur champ magnétique sont possibles, égales à Magnéton de Bohr- 9,274 × 10 -24 A × m 2.

  1. Définir le concept de "magnétisation" d'une substance.

  Magnétisation - J- est le moment magnétique total par unité de volume de la substance :

  1. Définir le terme "susceptibilité magnétique".

  Susceptibilité magnétique d'une substance, א v- le rapport de l'aimantation d'une substance à la force du champ magnétique, par unité de volume :

  אv = , quantité sans dimension.

  Susceptibilité magnétique spécifique, א – le rapport de la susceptibilité magnétique à la densité d'une substance, c'est-à-dire susceptibilité magnétique par unité de masse, mesurée en m 3 /kg.

  1. Définir le terme "perméabilité magnétique".

  Perméabilité magnétique, μ – il s'agit d'une grandeur physique qui caractérise le changement d'induction magnétique lorsqu'il est exposé à un champ magnétique . Pour les milieux isotropes, la perméabilité magnétique est égale au rapport d'induction dans le milieu Àà la force du champ magnétique externe H et à la constante magnétique μ 0 :

  La perméabilité magnétique est une grandeur sans dimension. Sa valeur pour un milieu particulier est 1 de plus que la susceptibilité magnétique du même milieu :

  μ = אv+1, puisque B \u003d μ 0 (H + J).

  1. Donner une classification des matériaux selon leurs propriétés magnétiques.

  Selon la structure magnétique et la valeur de la perméabilité magnétique (susceptibilité), les matériaux sont divisés en :

  Diamants μ< 1 (le matériau « résiste » au champ magnétique) ;

  Para-aimants µ > 1(le matériau perçoit faiblement le champ magnétique) ;

  ferromagnétiques µ >> 1(le champ magnétique dans le matériau est amplifié) ;

  Ferrimaimants µ >> 1(le champ magnétique dans le matériau augmente, mais la structure magnétique du matériau diffère de la structure des ferromagnétiques) ;

  Antiferromagnétiques µ ≈ 1(le matériau réagit faiblement à un champ magnétique, bien que la structure magnétique soit similaire aux ferrimagnétiques).

  1. Décrire la nature du diamagnétisme.

  Le diamagnétisme est la propriété d'une substance à être magnétisée dans la direction d'un champ magnétique externe agissant sur elle (conformément à la loi de l'induction électromagnétique et à la règle de Lenz). Le diamagnétisme est caractéristique de toutes les substances, mais sous sa "forme pure", il se manifeste par des diamagnés. Les diamagnétiques sont des substances dont les molécules n'ont pas de moments magnétiques propres (leur moment magnétique total est nul), elles n'ont donc pas d'autres propriétés que le diamagnétisme. Exemples de diamants :

  
  

  Hydrogène, א = - 2×10 -9 m 3 /kg.

  Eau, א = - 0,7×10 -9 m 3 /kg.

  Diamant, א = - 0,5×10 -9 m 3 /kg.

  Graphite, א = - 3×10 -9 m 3 /kg.

  Cuivre = - 0,09×10 -9 m 3 /kg.

  Zinc, א = - 0,17×10 -9 m 3 /kg.

  Argent = - 0,18×10 -9 m 3 /kg.

  Or, א = - 0,14×10 -9 m 3 /kg.

  43. Décrivez la nature du paramagnétisme.

  Le paramagnétisme est une propriété de substances appelées paramagnétiques qui, lorsqu'elles sont placées dans un champ magnétique externe, acquièrent un moment magnétique qui coïncide avec la direction de ce champ. Les atomes et les molécules de para-aimants, contrairement aux dia-aimants, ont leurs propres moments magnétiques. En l'absence de champ, l'orientation de ces moments est chaotique (due au mouvement thermique) et le moment magnétique total de la substance est nul. Lorsqu'un champ externe est appliqué, l'orientation partielle des moments magnétiques des particules dans la direction du champ se produit et l'aimantation J s'ajoute à l'intensité du champ externe H : B = μ 0 (H + J). L'induction dans la substance est renforcée. Exemples de paramagnétiques :

  Oxygène, א = 108×10 -9 m3/kg.

  Titane = 3×10 -9 m 3 /kg.

  Aluminium, ø = 0,6×10 -9 m 3 /kg.

  Platine, א = 0,97×10 -9 m 3 /kg.

  44. Décrivez la nature du ferromagnétisme.

  Le ferromagnétisme est un état de la matière magnétiquement ordonné, dans lequel tous les moments magnétiques des atomes d'un certain volume de matière (domaine) sont parallèles, ce qui provoque l'aimantation spontanée du domaine. L'apparition de l'ordre magnétique est liée à l'interaction d'échange d'électrons, qui est de nature électrostatique (loi de Coulomb). En l'absence de champ magnétique externe, l'orientation des moments magnétiques des différents domaines peut être arbitraire, et le volume de matière considéré peut généralement avoir une aimantation faible ou nulle. Lorsqu'un champ magnétique est appliqué, les moments magnétiques des domaines sont d'autant plus orientés le long du champ que l'intensité du champ est élevée. Dans ce cas, la valeur de la perméabilité magnétique du ferromagnétique change et l'induction dans la substance augmente. Exemples de ferromagnétiques :

  Fer, nickel, cobalt, gadolinium

  et les alliages de ces métaux entre eux et d'autres métaux (Al, Au, Cr, Si, etc.). μ ≈ 100…100000.

  45. Décrivez la nature du ferrimagnétisme.

  Le ferrimagnétisme est un état de la matière magnétiquement ordonné, dans lequel les moments magnétiques des atomes ou des ions forment dans un certain volume de matière (domaine) des sous-réseaux magnétiques d'atomes ou d'ions avec des moments magnétiques totaux qui ne sont pas égaux les uns aux autres et dirigés antiparallèlement. Le ferromagnétisme peut être considéré comme le cas le plus général d'un état magnétiquement ordonné, et le ferromagnétisme comme le cas à un sous-réseau. La composition des ferrimagnétiques comprend nécessairement des atomes de ferromagnétiques. Exemples de ferrimagnétiques :

  Fe 3 O 4 ; MgFe2O4; CuFe 2 O 4 ; MnFe 2 O 4 ; NiFe 2 O 4 ; CoFe2O4 …

  La perméabilité magnétique des ferrimagnétiques est du même ordre que celle des ferromagnétiques : μ ≈ 100…100000.

  46. ​​​​Décrire la nature de l'antiferromagnétisme.

  L'antiferromagnétisme est un état magnétiquement ordonné d'une substance, caractérisé par le fait que les moments magnétiques des particules voisines de la substance sont orientés antiparallèlement et qu'en l'absence de champ magnétique externe, l'aimantation totale de la substance est nulle. Un antiferromagnétique par rapport à la structure magnétique peut être considéré comme un cas particulier de ferrimagnétique dans lequel les moments magnétiques des sous-réseaux sont égaux en valeur absolue et antiparallèles. La perméabilité magnétique des antiferromagnétiques est proche de 1. Exemples d'antiferromagnétiques :

  Cr2O3; manganèse; FeSi; Fe 2 O 3 ; NIO……… μ ≈ 1.

  47. Quelle est la valeur de la perméabilité magnétique des matériaux à l'état supraconducteur ?

  Les supraconducteurs en dessous de la température de supertransition sont des diamagnets idéaux :

  א= - 1; μ = 0.

  appelée perméabilité magnétique . Magnétique absoluperméabilité environnement est le rapport de B à H. Selon le Système international d'unités, il est mesuré en unités appelées 1 henry par mètre.

  Sa valeur numérique s'exprime par le rapport de sa valeur à la valeur de la perméabilité magnétique du vide et est notée µ. Cette valeur est appelée magnétique relatifperméabilité(ou simplement perméabilité magnétique) du milieu. En tant que quantité relative, elle n'a pas d'unité de mesure.

  Par conséquent, la perméabilité magnétique relative µ est une valeur indiquant combien de fois l'induction de champ d'un milieu donné est inférieure (ou supérieure) à l'induction de champ magnétique sous vide.

  Lorsqu'une substance est exposée à un champ magnétique externe, elle devient magnétisée. Comment cela peut-il arriver? Selon l'hypothèse d'Ampère, des courants électriques microscopiques circulent constamment dans chaque substance, provoqués par le mouvement des électrons dans leurs orbites et la présence des leurs. Dans des conditions normales, ce mouvement est désordonné et les champs « s'éteignent » (se compensent) les uns les autres. . Lorsqu'un corps est placé dans un champ extérieur, les courants sont ordonnés et le corps devient magnétisé (c'est-à-dire qu'il a son propre champ).

  La perméabilité magnétique de toutes les substances est différente. En fonction de leur taille, les substances sont soumises à une division en trois grands groupes.

  À diamants la valeur de la perméabilité magnétique µ est légèrement inférieure à l'unité. Par exemple, le bismuth a µ = 0,9998. Les diamants comprennent le zinc, le plomb, le quartz, le cuivre, le verre, l'hydrogène, le benzène et l'eau.

  Perméabilité magnétique paramagnétiques légèrement supérieur à l'unité (pour l'aluminium, µ = 1,000023). Des exemples de paramagnétiques sont le nickel, l'oxygène, le tungstène, l'ébonite, le platine, l'azote, l'air.

  Enfin, le troisième groupe comprend un certain nombre de substances (principalement des métaux et des alliages), dont la perméabilité magnétique dépasse de manière significative (de plusieurs ordres de grandeur) l'unité. Ces substances sont ferromagnétiques. Il s'agit principalement du nickel, du fer, du cobalt et de leurs alliages. Pour l'acier µ = 8∙10^3, pour l'alliage nickel-fer µ=2.5∙10^5. Les ferromagnétiques ont des propriétés qui les distinguent des autres substances. Premièrement, ils ont un magnétisme résiduel. Deuxièmement, leur perméabilité magnétique dépend de l'amplitude de l'induction du champ extérieur. Troisièmement, pour chacun d'eux, il existe un certain seuil de température, appelé Point de Curie, auquel il perd ses propriétés ferromagnétiques et devient un paramagnétique. Pour le nickel le point de Curie est de 360°C, pour le fer il est de 770°C.

  Les propriétés des ferromagnétiques sont déterminées non seulement par la perméabilité magnétique, mais aussi par la valeur de I, appelée magnétisation de cette substance. Il s'agit d'une fonction non linéaire complexe de l'induction magnétique, la croissance de l'aimantation est décrite par une ligne appelée courbe d'aimantation. Dans ce cas, ayant atteint un certain point, l'aimantation cesse pratiquement de croître (il vient saturation magnétique). Le décalage de la valeur de l'aimantation d'un ferromagnétique par rapport à la valeur croissante de l'induction du champ extérieur est appelé hystérésis magnétique. Dans ce cas, il y a une dépendance des caractéristiques magnétiques d'un ferromagnétique non seulement sur son état actuel, mais aussi sur sa magnétisation précédente. La représentation graphique de la courbe de cette dépendance est appelée boucle d'hystérésis.

  En raison de leurs propriétés, les ferromagnétiques sont largement utilisés en ingénierie. Ils sont utilisés dans les rotors de générateurs et de moteurs électriques, dans la fabrication de noyaux de transformateurs et dans la production de pièces pour ordinateurs électroniques. les ferromagnétiques sont utilisés dans les magnétophones, les téléphones, les bandes magnétiques et d'autres supports.

  Magnétique

  Toutes les substances dans un champ magnétique sont magnétisées (un champ magnétique interne apparaît en elles). En fonction de l'ampleur et de la direction du champ interne, les substances sont divisées en:

  1) les diamants,

  2) paramagnétiques,

  3) ferromagnétiques.

  L'aimantation d'une substance est caractérisée par la perméabilité magnétique,

  Induction magnétique dans la matière,

  Induction magnétique dans le vide.

  Tout atome peut être caractérisé par un moment magnétique .

  Le courant dans le circuit, - l'aire du circuit, - le vecteur de la normale à la surface du circuit.

  Le microcourant d'un atome est créé par le mouvement des électrons négatifs le long de l'orbite et autour de son propre axe, ainsi que par la rotation du noyau positif autour de son propre axe.

  

  1. Diamants.

  Lorsqu'il n'y a pas de champ extérieur, dans les atomes diamants les courants d'électrons et de noyau sont compensés. Le microcourant total d'un atome et son moment magnétique sont égaux à zéro.

  Dans un champ magnétique externe, des courants élémentaires non nuls sont induits (induits) dans les atomes. Dans ce cas, les moments magnétiques des atomes sont orientés de manière opposée.

  Un petit champ propre est créé, dirigé à l'opposé de l'extérieur, et l'affaiblit.

  

  en diamants.

  Car< , то для диамагнетиков 1.

  2. Para-aimants

  À paramagnétiques les microcourants d'atomes et leurs moments magnétiques ne sont pas égaux à zéro.

  Sans champ extérieur, ces microcourants sont localisés de manière aléatoire.

  Dans un champ magnétique externe, les microcourants des atomes paramagnétiques sont orientés le long du champ, l'amplifiant.

  

  Dans un paramagnétique, l'induction magnétique = + dépasse légèrement .

  Pour les paramagnétiques, 1. Pour les dia- et paramagnétiques, vous pouvez compter 1.

  Tableau 1. Perméabilité magnétique des para- et diamagnets.

  L'aimantation des paramagnétiques dépend de la température, car. le mouvement thermique des atomes empêche l'arrangement ordonné des microcourants.

  La plupart des substances dans la nature sont paramagnétiques.

  Le champ magnétique intrinsèque dans les dia- et paramagnétiques est insignifiant et est détruit si la substance est retirée du champ externe (les atomes reviennent à leur état d'origine, la substance est démagnétisée).

  3. Ferromagnétiques

  Perméabilité magnétique ferromagnétiques atteint des centaines de milliers et dépend de l'amplitude du champ magnétisant ( substances hautement magnétiques).

  Ferromagnétiques : fer, acier, nickel, cobalt, leurs alliages et composés.

  Dans les ferromagnétiques, il existe des régions d'aimantation spontanée ("domaines"), dans lesquelles tous les microcourants d'atomes sont orientés de la même manière. La taille du domaine atteint 0,1 mm.

  En l'absence de champ externe, les moments magnétiques des domaines individuels sont orientés de manière aléatoire et se compensent. Dans le champ externe, les domaines dans lesquels les micro-courants renforcent le champ externe augmentent leur taille aux dépens des domaines voisins. Le champ magnétique résultant = + dans les ferromagnétiques est beaucoup plus fort que dans les para- et dia-aimants.

  

  

  Les domaines contenant des milliards d'atomes ont une inertie et ne reviennent pas rapidement à leur état désordonné d'origine. Par conséquent, si un ferromagnétique est retiré du champ externe, son propre champ est conservé pendant longtemps.

  L'aimant se démagnétise lors d'un stockage de longue durée (avec le temps, les domaines reviennent à un état chaotique).

  Une autre méthode de démagnétisation est le chauffage. Pour chaque ferromagnétique, il existe une température (on l'appelle le « point de Curie ») à laquelle les liaisons entre atomes sont détruites dans les domaines. Dans ce cas, le ferromagnétique se transforme en para-aimant et une démagnétisation se produit. Par exemple, le point de Curie du fer est de 770°C.