 |
Магнитные свойства различных веществ
|
|
|
|
Если в магнитном поле поместить какое-либо тело, то поле будет изменяться. В одних телах магнитный поток усиливается; это - парамагнитные вещества. Другие вещества, наоборот, магнитный поток ослабляют. Это диамагнитные вещества.
Величина, показывающая во сколько раз изменяется магнитный поток в данном веществе по сравнению с магнитным потоком в воздухе, называется магнитной проницаемостью и обозначается - µ (мю).
Для парамагнитных веществ µ > 1.
Для диамагнитных веществ µ < 1.
Среди парамагнитных веществ особое место занимают ферромагнитные вещества, у которых µ значительно больше 1 (µ>>1).
Значительное увеличение магнитного потока в ферромагнитных телах объясняется тем, что такие тела под действием внешнего магнитного поля намагничиваются и создают собственное магнитное поле. Оно складывается с внешним полем и результирующее поле усиливается.
Процесс намагничивания ферромагнитного вещества отражает кривая намагничивания. Она показывает зависимость магнитного потока Φ или магнитной индукции B от напряженности поля H.
Рис. 4.5. Кривая намагничивания
При достаточно сильном магнитном поле тело намагничивается и наступает магнитное насыщение.
Кривая намагничивания
Если тело вначале не было намагничено, то при возрастании напряженности H магнитный поток изменяется по кривой 0A. В точке A наступает магнитное насыщение. При уменьшении H магнитный поток уже будет изменяться по кривой АБ.
Рис. 4.6. Петля Гистерезиса
При H =0 сохраняется некоторый остаточный поток Φ0 (отрезок 0Б). Чтобы полностью размагнитить тело (Φ=0), нужно изменить на противоположное направление напряженности магнитного поля. Тогда при некотором отрицательном значении " Hc " магнитный поток Φ=0. Величину " Hc " (отрезок 0B) называют коэрцитивной силой.
|
|
|
Если продолжить намагничивать тело, то в точке Г произойдет насыщение, а при уменьшение " H " опять наблюдается гистерезис. Гистерезис - это, когда изменение магнитного потока отстает от изменения напряженности.
При H=0 снова наблюдается остаточный магнетизм (отрезок 0Д) и для его ликвидации необходимо приложить " H ", равную отрезку 0E.
Таким образом, перемагничивание ферромагнитного материала происходит по кривой, которую называют петлей Гистерезиса.
Напряженность магнитного поля
Для характеристики силы магнитного поля применяют понятие напряженности магнитного поля " H ", которая пропорциональна магнитной индукции.
H = B / µа, или B = H · µа, где µа - абсолютная магнитная проницаемость, характеризует магнитные свойства среды, в которой создано магнитное поле.
Напряженность поля катушки определяется выражением:
H = I · W / ℓ, A / м, где
I - ток, A
W - число витков
ℓ - длина окружности катушки, м
Магнитная цепь
Магнитной цепью называют устройство, через которое замыкается магнитный поток.
Для того, чтобы сосредоточить магнитный поток в определенной части прибора, широко применяются магнитопроводы из ферромагнитных материалов, через которые замыкается магнитный поток электромагнитов.
Рис. 4.7. Магнитопровод
Магнитный поток в электромагните тем сильнее, чем больше ток и число витков в нем, а также зависит от конструкции магнитопровода.
Для увеличения магнитного потока необходимо, чтобы по возможности он проходил не по воздуху, а по ферромагнитному веществу.
Величина магнитного потока Φ, создаваемого током, протекающим по катушке, равна:
Φ = I · W / Rмаг; где
F = I · W - намагничивающая сила, H
Rмаг - сопротивление магнитной цепи, Ом
Намагничивающая сила "F" является причиной возникновения магнитного потока " Φ ".
|
|
|
Магнитное сопротивление играет в магнитной цепи роль, аналогичную электрическому сопротивлению цепи..
С увеличением Rмаг. - магнитный поток уменьшается.
Постоянные магниты и электромагниты имеют широкое применение.
Работа электромагнитных реле основана на замыкании и размыкании электрических цепей при возникновении и исчезновении магнитного поля.
Рассмотрим на примере принцип устройства и схема включения электромагнитного реле:
Рис. 4.8. Принцип устройства электромагнитного реле
Управляемая цепь присоединена к якорю "Я" и к контакту "К", а обмотка электромагнита ЭМ включена в управляющую цепь, имеющую источник тока и выключатель.
Если включить выключатель, то созданная ампер-витками катушки намагничивающая сила притянет якорь реле к сердечнику и управляемая цепь замкнется.
При отключении выключателя магнитный поток уменьшается и якорь под воздействием отключающей пружины отходит от сердечника и контактом "К" размыкает управляемую цепь.
Электромагниты и постоянные магниты также широко применяются в электрических машинах, трансформаторах, электроизмерительных приборах и в других устройствах.
|
|
|
