Магнітною проникністю, що називається . Абсолютна магнітнапроникністьсередовища - це відношення B до H. Згідно з Міжнародною системою одиниць вона вимірюється в одиницях, званих 1 генрі на метр.
Числове значення її виражається ставленням її величини до магнітної проникності вакууму і позначається µ. Ця величина називається відносної магнітноїпроникністю(або просто магнітною проникністю) середовища. Як величина відносна, вона має одиниці виміру.
Отже, відносна магнітна проникність µ - величина, що показує, в скільки разів індукція поля даного середовища менше (або більше) вакуумної індукції магнітного поля.
При дії на речовину зовнішнім магнітним полем воно стає намагніченим. Як це відбувається? За гіпотезою Ампера, у кожній речовині постійно циркулюють мікроскопічні електроструми, викликані рухом електронів за своїми орбітами і наявністю в них власного У звичайних умовах цей рух невпорядкований, і поля «гасять» (компенсують) один одного. При приміщенні тіла в зовнішнє поле відбувається впорядкування струмів, і тіло стає намагніченим (тобто своїм полем, що володіє).
Магнітна проникність всіх речовин різна. З її величини, речовини підлягають поділу на великі групи.
У діамагнетиківвеличина магнітної проникності µ – трохи менше одиниці. Наприклад, у вісмуту µ = 0,9998. До діамагнетиків належать цинк, свинець, кварц, мідь, скло, водень, бензол, вода.
Магнітна проникність парамагнетиківтрохи більше одиниці (у алюмінію µ = 1,000023). Приклади парамагнетиків – нікель, кисень, вольфрам, ебоніт, платина, азот, повітря.
Нарешті, до третьої групи належить ціла низка речовин (переважно це метали і сплави), чия магнітна проникність значно (на кілька порядків) перевищує одиницю. Ці речовини - феромагнетики.Здебільшого сюди належать нікель, залізо, кобальт та його сплави. Для сталі µ = 8∙10^3, для сплаву нікелю із залізом µ=2.5∙10^5. Феромагнетики мають властивості, що відрізняють їх від інших речовин. По-перше, вони мають залишковий магнетизм. По-друге, їх магнітна проникність залежить від величини індукції зовнішнього поля. По-третє, для кожного з них існує певний поріг температури точкою Кюрі, при якому він втрачає феромагнітні властивості та стає парамагнетиком. Для нікелю точка Кюрі – 360°C, для заліза – 770°C.
Властивості феромагнетиків визначає як магнітна проникність, а й величина I, іменована намагніченістюцієї речовини. Це складна нелінійна функція магнітної індукції, зростання намагніченості описується лінією, що називається кривою намагніченості. При цьому, досягнувши певної точки, намагніченість практично перестає зростати (настає магнітне насичення). Відставання величини намагніченості феромагнетика від зростаючої величини індукції зовнішнього поля називається магнітною гістерезисом. При цьому існує залежність магнітних характеристик феромагнетика не тільки від його стану зараз, але і від його попередньої намагніченості. Графічне зображення кривої цієї залежності називається петлею гістерезису.
Завдяки своїм властивостям, феромагнетики повсюдно застосовують у техніці. Їх використовують у роторах генераторів та електродвигунів, при виготовленні сердечників трансформаторів та у виробництві деталей електронно-обчислювальних машин. феромагнетиків використовуються в магнітофонах, телефонах, на магнітних стрічках та інших носіях.
Абсолютна магнітна проникність –це коефіцієнт пропорційності, що враховує вплив середовища, в якому знаходяться дроти.
Для отримання уявлення про магнітні властивості середовища порівнювали магнітне поле навколо дроту зі струмом в даному середовищі з магнітним полем навколо того ж дроту, але у вакуумі. Було встановлено, що в одних випадках поле виходить інтенсивнішим, ніж у вакуумі, в інших – менше.
Розрізняють:
v Парамагнітні матеріали та середовища, в яких виходить сильніше МП (натрій, калій, алюміній, платина, марганець, повітря);
v Діамагнітні матеріали та середовища, в яких МП слабші (срібло, ртуть, вода, скло, мідь);
v Феромагнітні матеріали, в яких створюється найсильніше магнітне поле (залізо, нікель, кобальт, чавун та їх сплави).
Абсолютна магнітна проникність різних речовин має різну величину.
Магнітна постійна – це абсолютна магнітна проникність вакууму.
Відносна магнітна проникність середовища- безрозмірна величина, що показує у скільки разів абсолютна магнітна проникність будь-якої речовини більша або менша від магнітної постійної:
Для діамагнітних речовин - для парамагнітних - (для технічних розрахунків діамагнітних і парамагнітних тіл приймається рівною одиниці), у феромагнітних матеріалів -.
Напруженість МП Нхарактеризує умови збудження МП. Напруженість у однорідному середовищі залежить від магнітних властивостей речовини, у якому створюється полі, але враховує вплив величини струму та форми провідників на інтенсивність МП у цій точці.
Напруженість МП - Векторна величина. Напрямок вектору Н для ізотропних середовищ (середовищ з однаковими магнітними властивостями у всіх напрямках) , збігається з напрямом магнітного поля або вектором у цій точці.
Напруженість магнітного поля, створюваного різними джерелами, наведено на рис. 13.
Магнітний потік - це загальна кількість магнітних ліній, що проходять через всю поверхню, що розглядається.Магнітний потік Ф або потік МІ через площу S , перпендикулярну магнітним лініям дорівнює добутку величини магнітної індукції. У на величину площі, що пронизується цим магнітним потоком.
42)
При внесенні залізного сердечника в котушку магнітне поле зростає, а сердечник намагнічується. Цей ефект виявили Ампер. Їм було також виявлено, що індукція магнітного поля в речовині може бути більше або менше індукції самого поля. Такі речовини почали називати магнетиками.
Магнетики- Це речовини, здатні змінювати властивості зовнішнього магнітного поля.
Магнітна проникністьречовини визначається співвідношенням:
0 - індукція зовнішнього магнітного поля, В - індукція всередині речовини.
Залежно від співвідношення В і В 0 речовини поділяються на три типи:
1) Діамагнетики(m<1), к ним относятся химические элементы: Cu, Ag, Au, Hg. Магнитная проницаемость m=1-(10 -5 - 10 -6) очень незначительно отличается от единицы.
Цей клас речовин було відкрито Фарадеєм. Ці речовини "виштовхуються" з магнітного поля. Якщо підвісити діамагнітний стрижень біля полюса сильного електромагніта, він відштовхуватиметься від нього. Лінії індукції поля та магніту, отже, спрямовані у різні боки.
2) Парамагнетикимають магнітну проникність m>1, причому в даному випадку вона також трохи перевищує одиницю: m=1+(10 -5 - 10 -6). До цього виду магнетиків належать хімічні елементи Na, Mg, K, Al.
Магнітна проникність парамагнетиків залежить від температури та зменшується при її збільшенні. Без поля, що намагнічує, парамагнетики не створюють власного магнітного поля. Постійних парамагнетиків у природі немає.
3) Феромагнетики(m>>1): Fe, Co, Ni, Cd.
Ці речовини можуть бути в намагніченому стані і без зовнішнього поля. Існування залишкового магнетизмуодна з важливих властивостей феромагнетиків. При нагріванні до високої температури феромагнітні властивості речовини зникають. Температура, коли пропадають ці властивості, називають температурою Кюрі(Наприклад, для заліза T Кюрі = 1043 К).
При температурі нижче точки Кюрі феромагнетик складається з доменів. Домени- Це області мимовільного спонтанного намагнічування (рис.9.21). Розмір домену становить приблизно 10 -4 -10 -7 м. Виникненням у речовині областей спонтанного намагнічування обумовлено існування магнетиків. Магніт із заліза може довго зберігати свої магнітні властивості, тому що в ньому домени вибудовуються впорядковано (переважає один напрямок). Магнітні властивості зникнуть, якщо по магніту сильно вдарити або сильно нагріти. Внаслідок цих впливів домени «розпорядковуються».
9.21. Форма доменів: а) без магнітного поля; б) за наявності зовнішнього магнітного поля.
Домени можна уявити як замкнуті струми в мікрооб'ємах магнетиків. Домен добре ілюструє рис.9.21, звідки видно, що струм в домені рухається по замкнутому ламаному контуру. Замкнуті струми електронів призводять до виникнення магнітного поля перпендикулярно до площини орбіти електронів. За відсутності зовнішнього магнітного поля, магнітне поле доменів спрямоване хаотично. Це магнітне поле під впливом зовнішнього магнітного поля змінює напрямок. Магнетики, як зазначалося, діляться на групи залежно від цього, як реагує магнітне поле домену на дію зовнішнього магнітного поля. У діамагнетиках магнітне поле більшого числадоменів спрямовано у бік, протилежну дії зовнішнього магнітного поля, а парамагнетиках, навпаки, у бік дії зовнішнього магнітного поля. Однак кількість доменів, магнітні поля яких спрямовані в протилежні сторони, відрізняється дуже маленьку величину. Тому магнітна проникність m в діа-і парамагнетиках відрізняється від одиниці на величину порядку 10 -5 - 10 -6 . У феромагнетиках кількість доменів з магнітним полем у напрямку зовнішнього поля у багато разів перевищує кількість доменів із протилежним напрямом магнітного поля.
Крива намагніченості. Петля гістерези.Явище намагніченості обумовлено існуванням залишкового магнетизму за вплив зовнішнього магнітного поля на речовину.
Магнітною гістерезисомназивається явище запізнення зміни магнітної індукції у феромагнетиці щодо зміни напруженості зовнішнього магнітного поля.
На рис.9.22 представлена залежність магнітного поля в речовині від зовнішнього магнітного поля B = B (B 0). Причому по осі Оx відкладають зовнішнє поле, по осі Оy - намагніченість речовини. Збільшення зовнішнього магнітного поля призводить до зростання магнітного поля в речовині вздовж лінії до значення. Зменшення зовнішнього магнітного поля до нуля призводить до зменшення магнітного поля речовини (у точці з) до величини В ост(залишкової намагніченості, значення якої більше нуля). Цей ефект є наслідком запізнення намагніченості зразка.
Значення індукції зовнішнього магнітного поля, необхідне повного розмагнічування речовини (точка d на рис.9.21) називають коерцетивною силою. Нульове значення намагніченості зразка набувають, змінюючи напрямок зовнішнього магнітного поля до значення . Продовжуючи збільшувати зовнішнього магнітного поля у протилежному напрямку до максимального значення, доводимо його до величини . Потім, міняємо напрямок магнітного поля, збільшуючи його назад, до значення . У цьому випадку у нас речовина залишається намагніченою. Тільки величина індукції магнітного поля має протилежний напрямок у порівнянні зі значенням у точці. Продовжуючи збільшувати значення магнітної індукції у тому напрямі, досягаємо повної розмагніченості речовини у точці , і далі, опиняємося знову у точці . Таким чином отримуємо замкнуту функцію, яка описує цикл повного перемагнічування. Така залежність за цикл повного перемагнічування індукції магнітного поля зразка від величини зовнішнього магнітного поля називається петлею гістерезису. Форма петлі гістерези є однією з основних характеристик будь-якої феромагнітної речовини. Однак у точку, таким способом потрапити неможливо.
В даний час досить просто одержують сильні магнітні поля. Велика кількістьустановок та пристроїв працюють на постійних магнітах. Вони досягаються поя 1 – 2 Тл при кімнатній температурі. У невеликих обсягах фізики навчилися одержувати постійні магнітні поля до 4 Тл, використовуючи для цього спеціальні сплави. При низьких температурах порядку температури рідкого гелію отримують магнітні поля вище 10 Тл.
43) Закон електромагнітної індукції (з.Фарадея-Максвелла). Правила Ленця
Узагальнюючи результат дослідів, Фарадей сформулював закон електромагнітної індукції. Він показав, що при будь-якій зміні магнітного потоку в замкнутому контурі, що проводить, збуджується індукційний струм. Отже, у контурі виникає ЕРС індукції.
ЕРС індукції прямо пропорційна швидкості зміни магнітного потоку в часі. Математичну запис цього закону оформив Максвелл і тому називається законом Фарадея-Максвелла (законом електромагнітної індукції).
Магнітні властивості речовин
Подібно до того, як електричні властивості речовини характеризуються діелектричною проникністю, магнітні властивості речовини характеризуються магнітною проникністю.
Завдяки тому, що всі речовини, що знаходяться в магнітному полі, створюють власне магнітне поле, вектор магнітної індукції в однорідному середовищі відрізняється від вектора в тій же точці простору без середовища, тобто у вакуумі.
Ставлення називається магнітної проникністю середовища.
Отже, в однорідному середовищі магнітна індукція дорівнює:
Величина m у заліза дуже велика. У цьому можна переконатись на досвіді. Якщо вставити в довгу котушку залізний сердечник, магнітна індукція, згідно з формулою (12.1), збільшиться в m разів. Отже, в стільки разів збільшиться потік магнітної індукції. При розмиканні ланцюга, що живить котушку, що намагнічує. постійним струмом, у другій, невеликій котушці, намотаній поверх основної, виникає індукційний струм, що реєструється гальванометром (рис. 12.1).
Якщо в котушку вставлений металевий сердечник, то відхилення стрілки гальванометра при розмиканні ланцюга буде в m разів більше. Вимірювання показують, що магнітний потік при внесенні в котушку залізного сердечника може збільшитись у тисячі разів. Отже, магнітна проникність заліза величезна.
Існує три основні класи речовин з магнітними властивостями, що різко розрізняються: феромагнетики, парамагнетики та діамагнетики.
Феромагнетики
Речовини, у яких, подібно до заліза, m >> 1, називаються феромагнетиками. Крім заліза, феромагнетиками є кобальт і нікель, а також ряд рідкісноземельних елементів і багато сплавів. Найважливіша властивість феромагнетиків – існування вони залишкового магнетизму. Ферромагнітна речовина може перебувати в намагніченому стані і без зовнішнього поля, що намагнічує.
Залізний предмет (наприклад, стрижень), як відомо, втягується в магнітне поле, тобто переміщається в область, де магнітна індукція більша. Відповідно, він притягується до магніту чи електромагніту. Це відбувається тому, що елементарні струми в залозі орієнтуються так, що напрямок магнітної індукції їхнього поля збігається з напрямком індукції поля, що намагнічує. В результаті залізний стрижень перетворюється на магніт, найближчий полюс якого протилежний полюс електромагніта. Протилежні полюси магнітів притягуються (рис. 12.2).
Мал. 12.2 
СТОП! Вирішіть самостійно: А1-А3, В1, В3.
Парамагнетики
Існують речовини, які поводяться подібно до заліза, тобто втягуються в магнітне поле. Ці речовини називаються парамагнітними. До них відносяться деякі метали (алюміній, натрій, калій, марганець, платина та ін), кисень та багато інших елементів, а також різні розчини електролітів.
Так як парамагнетики втягуються в поле, то лінії індукції створюваного ними власного магнітного поля і поля, що намагнічує, спрямовані однаково, тому поле посилюється. Таким чином, у них m> 1. Але від одиниці m відрізняється вкрай незначно, всього на величину порядку 10 -5 ... 10 -6. Тож спостереження парамагнитных явищ потрібні потужні магнітні поля.
Діамагнетики
Особливий клас речовин є діамагнетикивідкриті Фарадеєм. Вони виштовхуються із магнітного поля. Якщо підвісити діамагнітний стрижень біля полюса сильного електромагніта, то він відштовхуватиметься від нього. Отже, лінії індукції створеного ним поля спрямовані протилежно лініям індукції поля, що намагнічує, тобто поле послаблюється (рис. 12.3). Відповідно у діамагнетиків m< 1, причем отличается от единицы на величину порядка 10 –6 . Магнитные свойства у диамагнетиков выражены слабее, чем у парамагнетиков.
Мал. 12.3
 Мал. 12.4 |
До діамагнетиків відносяться вісмут, мідь, сірка, ртуть, хлор, інертні гази та практично всі органічні сполуки. Діамагнітним є полум'я, наприклад полум'я свічки (головним чином за рахунок Вуглекислий газ). Тому полум'я виштовхується з магнітного поля (рис. 12.4) .
Діелектрична проникність речовин
Речовина |
Речовина |
||
Гази та водяна пара |
Рідини |
||
| Азот | 1,0058 | Гліцерин | 43 |
| Водень | 1,00026 | Кисень рідкий (при t = -192,4 o C) | 1,5 |
| Повітря | 1,00057 | Олія трансформаторна | 2,2 |
| Вакуум | 1,00000 | Спирт | 26 |
| Водяна пара (при t=100 o C) | 1,006 | Ефір | 4,3 |
| Гелій | 1,00007 | Тверді тіла |
|
| Кисень | 1,00055 | Алмаз | 5,7 |
| Вуглекислий газ | 1,00099 | Папір парафінований | 2,2 |
Рідини |
Дерево сухе | 2,2-3,7 | |
| Азот рідкий (при t = -198,4 o C) | 1,4 | Лід (при t = -10 o C) | 70 |
| Бензин | 1,9-2,0 | Парафін | 1,9-2,2 |
| Вода | 81 | Гума | 3,0-6,0 |
| Водень (при t = - 252,9 o C) | 1,2 | Слюда | 5,7-7,2 |
| Гелій рідкий (при t = - 269 o C) | 1,05 | Скло | 6,0-10,0 |
| Титанат барію | 1200 | ||
| Порцеляна | 4,4-6,8 | ||
| Бурштин | 2,8 | ||
Примітка. Електрична стала ԑ o (діелектрична проникність вакууму) рівна: ԑ o = 1\4πс 2 * 10 7 Ф/м ≈ 8,85 * 10 -12 Ф/м
Магнітна проникність речовини
Примітка. Магнітна стала μ o (магнітна проникність вакууму) дорівнює: μ o = 4π * 10 -7 Гн/м ≈ 1,257 * 10 -6 Гн/м
Магнітна проникність феромагнетиків
У таблиці наведено значення магнітної проникності деяких феромагнетиків (речовин з μ > 1). Магнітна принижність для феромагнетиків (залізо, чавун, сталь, нікель та ін) не постійна. У таблиці наведено максимальні значення.
1 Пермаллою-68- сплав із 68% нікелю та 325 заліза; цей сплав застосовують виготовлення серцевиків трансформаторів.
Температура Кюрі
Питомий електричний опір матеріалів
Сплави високого опору
Назва сплаву |
Питомий електричний опір мком м |
Склад металу, % |
|||
Марганець |
Інші елементи |
||||
| Константан | 0,50 | 54 | 45 | 1 | - |
| Капель | 0,47 | 56,5 | 43 | 0,05 | - |
| Манганін | 0,43 | > 85 | 2-4 | 12 | - |
| Нейзільбер | 0,3 | 65 | 15 | - | 20 Zn |
| Нікелін | 0,4 | 68,5 | 30 | 1,5 | - |
| Ніхром | 1,1 | - | > 60 | < 4 | 30 < Cr ост. Fe |
| Фехраль | 1,3 | - | - | - | 12-15 Cr 3-4 Al 80< Fe |
Температурні коефіцієнти електричного опору провідників
Провідник |
Провідник |
||
| Алюміній | Нікель | ||
| Вольфрам | Ніхром | ||
| Залізо | Олово | ||
| Золото | Платина | ||
| Константан | Ртуть | ||
| Латунь | Свинець | ||
| Магній | Срібло | ||
| Манганін | Сталь | ||
| Мідь | Фехраль | ||
| Нейзільбер | Цинк | ||
| Нікелін | Чавун |
Надпровідність провідників
- Примітки.
- Надпровідністьвиявлено у більш ніж 25 металевих елементів і у великої кількостісплавів та з'єднань.
- Надпровідником з найбільш високою температурою переходу в надпровідний стан -23,2 К (-250,0 o C) - донедавна був германід ніобію (Nb 3 Ge). Наприкінці 1986 був отриманий надпровідник з температурою переходу ≈ 30 К (≈ -243 o С). Повідомляється про синтез нових високотемпературних надпровідників: керамік (виготовляється шляхом спікання оксидів барію, міді та лантану) з температурою переходу 90-120 К.
Питомий електричний опір деяких напівпровідників та діелектриків
| Речовина | СклоТемпература, o С | Питомий опір | |
| Ом м | Ом мм2/м | ||
Напівпровідники |
|||
| Антимонід Індія | 17 | 5,8 х 10 -5 | 58 |
| Бор | 27 | 1,7 х 10 4 | 1,7 х 10 10 |
| Німеччина | 27 | 0,47 | 4,7 х 10 5 |
| Кремній | 27 | 2,3 х 10 3 | 2,3 х 10 9 |
| Cеленід свинцю (II) (PbSe) | 20 | 9,1 х 10 -6 | 9,1 |
| Сульфід свинцю (II) (PbS) | 20 | 1,7 х 10 -5 | 0,17 |
Діелектрики |
|||
| Вода дистильована | 20 | 10 3 -10 4 | 10 9 -10 10 |
| Повітря | 0 | 10 15 -10 18 | 10 21 -10 24 |
| Віск бджолиний | 20 | 10 13 | 10 19 |
| Деревина суха | 20 | 10 9 -10 10 | 10 15 -10 16 |
| Кварц | 230 | 10 9 | 10 15 |
| Олія трансформаторна | 20 | 10 11 -10 13 | 10 16 -10 19 |
| Парафін | 20 | 10 14 | 10 20 |
| Гума | 20 | 10 11 -10 12 | 10 17 -10 18 |
| Слюда | 20 | 10 11 -10 15 | 10 17 -10 21 |
| Скло | 20 | 10 9 -10 13 | 10 15 -10 19 |
Електричні властивості пластмас
| Назва пластмаси | Діелектрична проникність | |
| Гетінакс | 4,5-8,0 | 10 9 -10 12 |
| Капрон | 3,6-5,0 | 10 10 -10 11 |
| Лавсан | 3,0-3,5 | 10 14 -10 16 |
| Органічне скло | 3,5-3,9 | 10 11 -10 13 |
| Пінопласт | 1,0-1,3 | ≈ 10 11 |
| Полістирол | 2,4-2,6 | 10 13 -10 15 |
| Поліхлорвініл | 3,2-4,0 | 10 10 -10 12 |
| Поліетилен | 2,2-2,4 | ≈ 10 15 |
| Склотекстоліт | 4,0-5,5 | 10 11 -10 12 |
| Текстоліт | 6,0-8,0 | 10 7 -10 19 |
| Целулоїд | 4,1 | 10 9 |
| Ебоніт | 2,7-3,5 | 10 12 -10 14 |
Питомий електричний опір електролітів (при t=18 o З та 10-відсоткової концентрації розчину)
Примчання. Питома опір електролітів залежить від температури та концентрації, тобто. від відношення маси розчиненої кислоти, лугу або солі до маси води, що розчиняє. При зазначеній концентрації розчинів збільшення температури на 1 o З зменшує питомий опір розчину, взятого при 18 o С, на 0,012 гідроксиду натрію, на 0,022 - мідного купоросу, на 0,021 - для хлориду натрію, на 0,013 -для сірчаної кислоти та на 0,003 - для 100 - процентної сірчаної кислоти.
Питоме електричне опір рідин
Рідина |
Питомий електричний опір, Ом м |
Рідина |
Питомий електричний опір, Ом м |
| Ацетон | 8,3 х 10 4 | Розплавлені солі: | |
| Вода дистильована | 10 3 - 10 4 | гідроксид калію (КОН; при t = 450 o C) | 3,6 х 10 -3 |
| Вода морська | 0,3 | гідроксид натрію (NaOH; при t = 320 o C) | 4,8 х 10 -3 |
| Вода річкова | 10-100 | хлорид натрію (NaCI; при t = 900 o C) | 2,6 х 10 -3 |
| Повітря рідке (при t = -196 o C) | 10 16 | сода (Na 2 CO 3 x10H 2 O; при t = 900 o C) | 4,5 х 10 -3 |
| Гліцерин | 1,6 х 10 5 | Спирт | 1,5 х 10 5 |
| Гас | 10 10 | ||
| Нафталін розплавлений (при (при t = 82 o C) | 2,5 х 10 7 | ||
Магнітна проникність- фізична величина, коефіцієнт (що залежить від властивостей середовища), що характеризує зв'язок між магнітною індукцією texvcНЕ знайдений; Math/README - довідка про налаштування.): (B)та напруженістю магнітного поля Неможливо розібрати вираз (виконуваний файл texvcНЕ знайдений; Math/README - довідка про налаштування.): (H)у речовині. Для різних середовищ цей коефіцієнт різний, тому говорять про магнітну проникність конкретного середовища (маючи на увазі її склад, стан, температуру тощо).
Вперше зустрічається в роботі Вернера Сіменса "Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus" ("Внесок у теорію електромагнетизму") в 1881 році.
Зазвичай позначається грецькою літерою Неможливо розібрати вираз (виконуваний файл texvc . Можливо як скаляром (в ізотропних речовин), і тензором (у анізотропних).
Загалом, співвідношення між магнітною індукцією та напруженістю магнітного поля через магнітну проникність вводиться як
Неможливо розібрати вираз (виконуваний файлtexvcНЕ знайдений; Math/README - довідку з налаштування.): \vec(B) = \mu\vec(H),
і Неможливо розібрати вираз (виконуваний файл texvcНЕ знайдений; Math/README - довідка про налаштування.): \muу випадку тут слід розуміти як тензор, що у компонентної записи відповідає :
texvcНЕ знайдений; Math/README - довідку з налаштування.): \ B_i = \mu_(ij)H_j
Для ізотропних речовин співвідношення:
Неможливо розібрати вираз (виконуваний файлtexvcНЕ знайдений; Math/README - довідка з налаштування.): \vec(B) = \mu\vec(H)
можна розуміти у сенсі множення вектора на скаляр (магнітна проникність зводиться у разі до скаляру).
Нерідко позначення Неможливо розібрати вираз (виконуваний файл texvcНЕ знайдений; Math/README - довідка про налаштування.): \muвикористовується не так, як тут, а для відносної магнітної проникності (при цьому Неможливо розібрати вираз (виконуваний файл texvcНЕ знайдений; Math/README - довідка про налаштування.): \muзбігається з таким у СГС).
Розмірність абсолютної магнітної проникності СІ така ж, як розмірність магнітної постійної, тобто Гн / або / 2 .
Відносна магнітна проникність у СІ пов'язана з магнітною сприйнятливістю χ співвідношенням
Неможливо розібрати вираз (виконуваний файлtexvcНЕ знайдений; math/README - довідку з налаштування.): \mu_r = 1 + \chi,
Класифікація речовин за значенням магнітної проникності
Переважна більшість речовин належить або до класу діамагнетиків ( Неможливо розібрати вираз (виконуваний файл texvcНЕ знайдений; Math/README - довідка про налаштування.): \mu \lessapprox 1), або до класу парамагнетиків ( Неможливо розібрати вираз (виконуваний файл texvcНЕ знайдений; Math/README - довідка про налаштування.): \mu \gtrapprox 1). Але ряд речовин - (феромагнетики), наприклад залізо, мають більш виражені магнітні властивості.
У феромагнетиків внаслідок гістерези, поняття магнітної проникності, строго кажучи, не застосовується. Однак у певному діапазоні зміни поля, що намагнічує (щоб можна було знехтувати залишковою намагніченістю, але до насичення) можна в кращому або гіршому наближенні все ж уявити цю залежність як лінійну (а для магнітом'яких матеріалів обмеження знизу може бути і не практично істотно), і в цьому сенсі величина магнітної проникності буває виміряна й них.
Магнітні проникності деяких речовин та матеріалів
Магнітна сприйнятливість деяких речовин
Магнітна сприйнятливість та магнітна проникність деяких матеріалів
| Medium | Сприйнятливість m (об'ємна, СІ) |
Проникність μ [Гн/м] | Відносна проникність μ/μ 0 | Магнітне поле | Максимум частоти |
|---|---|---|---|---|---|
| Метглас (англ. Metglas ) | 1,25 | 1 000 000 | при 0.5 Тл | 100 kHz | |
| Наноперм (англ. Nanoperm ) | 10×10 -2 | 80 000 | при 0.5 Тл | 10 kHz | |
| Мю-метал | 2,5×10 -2 | 20 000 | при 0.002 Тл | ||
| Мю-метал | 50 000 | ||||
| Пермаллою | 1,0×10 -2 | 70 000 | при 0.002 Тл | ||
| Електротехнічна сталь | 5,0×10 -3 | 4000 | при 0.002 Тл | ||
| Ферит (нікель-цинк) | 2,0×10 -5 - 8,0×10 -4 | 16-640 | 100 kHz ~ 1 MHz [[К:Вікіпедія:Статті без джерел (країна: Помилка Lua: callParserFunction: функція "#property" була недоступна. )]][[К:Вікіпедія:Статті без джерел (країна: Помилка Lua: callParserFunction: функція "#property" була недоступна. )]] | ||
| Ферріт (марганець-цинк) | >8,0×10 -4 | 640 (і більше) | 100 kHz ~ 1 MHz | ||
| Сталь | 8,75×10 -4 | 100 | при 0.002 Тл | ||
| Нікель | 1,25×10 -4 | 100 - 600 | при 0.002 Тл | ||
| Неодимовий магніт | 1.05 | до 1,2-1,4 Тл | |||
| Платина | 1,2569701×10 -6 | 1,000265 | |||
| Алюміній | 2,22×10 -5 | 1,2566650×10 -6 | 1,000022 | ||
| Дерево | 1,00000043 | ||||
| Повітря | 1,00000037 | ||||
| Бетон | 1 | ||||
| Вакуум | 0 | 1,2566371×10 -6 (μ 0) | 1 | ||
| Водень | -2,2×10 -9 | 1,2566371×10 -6 | 1,0000000 | ||
| Тефлон | 1,2567×10 -6 | 1,0000 | |||
| Сапфір | -2,1×10 -7 | 1,2566368×10 -6 | 0,99999976 | ||
| Мідь | -6,4×10 -6 or -9,2×10 -6 |
1,2566290×10 -6 | 0,999994 | ||
| Вода | -8,0×10 -6 | 1,2566270×10 -6 | 0,999992 | ||
| Вісмут | -1,66×10 -4 | 0,999834 | |||
| Надпровідники | −1 | 0 | 0 |
Див. також
Напишіть відгук про статтю "Магнітна проникність"
Примітки
Уривок, що характеризує Магнітна проникність
Мені було так його шкода!.. Але, на жаль, допомогти йому було не в моїх силах. І мені, чесно, дуже хотілося дізнатися, чим же це незвичайне малятко йому допомогло...– Ми знайшли їх! - Знову повторила Стелла. - Я не знала, як це зробити, але бабуся мені допомогла!
Виявилося, що Гарольд, за життя, навіть не встиг дізнатися, як страшенно постраждала, вмираючи, його родина. Він був лицарем-воїном, і помер ще до того, як його місто опинилося в руках «катів», як і передбачала йому дружина.
Але, як тільки він потрапив у цей, йому незнайомий, дивний світ людей, що «пішли», він відразу ж зміг побачити, як безжально і жорстоко вчинила з його «єдиними і коханими» зла доля. Потім він, як одержимий, цілу вічність намагався якось, десь знайти цих, найдорожчих йому на всьому білому світі людей... І шукав він їх дуже довго, більше тисячі років, поки одного разу якась, зовсім незнайома, мила дівчинка Стелла не запропонувала йому «зробити його щасливим» і не відчинила ті «інші» потрібні двері, щоб нарешті їх знайти для нього.
- Хочеш, я покажу тобі? - Знову запропонувала маля,
Але я вже не була така впевнена, чи хочу я бачити щось ще... Тому що тільки що показані нею видіння поранили душу, і неможливо було їх так швидко позбутися, щоб бажати побачити якесь продовження...
- Але ж ти хочеш побачити, що з ними трапилося! - Упевнено констатувала «факт» маленька Стелла.
Я подивилася на Гарольда і побачила в його очах повне розуміння того, що я щойно несподівано пережила.
- Я знаю, що ти бачила... Я дивився це багато разів. Але вони тепер щасливі, ми ходимо дивитися на них дуже часто... І на них "колишніх" теж... - тихо промовив "сумний лицар".
І тут тільки я зрозуміла, що Стелла, просто, коли йому цього хотілося, переносила його в його ж минуле, так само, як вона зробила це щойно! І вона робила це майже граючи!.. Я навіть не помітила, як це дивне, світле дівчисько все сильніше і сильніше почало мене до себе «прив'язувати», стаючи для мене майже справжнім дивом, за яким мені без кінця хотілося спостерігати... І яку зовсім не хотілося покидати... Тоді я майже ще нічого не знала і не вміла, крім того, що могла зрозуміти і навчитися сама, і мені дуже хотілося хоча б чогось у неї навчитися, поки ще була така можливість.
– Ти до мене, будь ласка, приходь! - тихо прошепотіла раптом похмура Стелла, - адже ти знаєш, що тобі ще не можна тут залишатися... Бабуся сказала, що ти не залишишся ще дуже, дуже довго... Що тобі ще не можна вмирати. Але ти приходь...
Все навколо стало раптом темне і холодне, ніби чорні хмари раптом затягли такий яскравий і яскравий Стеллін світ.
- Ой, не треба думати про таке страшне! – обурилася дівчинка, і, як художник пензликом по полотну, швидко «зафарбувала» все знову у світлий та радісний колір.
- Ну от, так правда краще? - Досить спитала вона.
— Невже це були мої думки?.. — знову не повірила я.
- Ну звичайно ж! – засміялася Стелла. - Ти ж сильна, ось і створюєш по-своєму все довкола.
– А як тоді думати?.. – все ще ніяк не могла «в'їхати» в незрозуміле я.
- А ти просто "закрийся" і показуй тільки те, що хочеш показати, - як само собою зрозуміло, сказала моя дивовижна подружка. – Бабуся мене так навчила.
Я подумала, що мабуть мені теж настав час трохи «потрясти» свою «засекречену» бабусю, яка (я майже була в цьому впевнена!) напевно щось знала, але чомусь ніяк не хотіла мене поки нічому вчити. .
- То ти хочеш побачити, що сталося з близькими Гарольда? – нетерпляче запитала мала.
Бажання, якщо чесно, у мене надто великого не було, тому що я не була впевнена, чого від цього «показу» можна очікувати. Але, щоб не образити щедру Стеллу, погодилася.
– Я не буду тобі показувати довго. Обіцяю! Але ти маєш про них знати, правда ж?.. – щасливим голоском заявила дівчинка. – Ось, дивись – першим буде син...
На мій величезний подив, на відміну від баченого раніше, ми потрапили в зовсім інший час і місце, яке було схожим на Францію, і по одязі нагадувало вісімнадцяте століття. Широкою брукованою вулицею проїжджав критий гарний екіпаж, усередині якого сиділи молоді чоловік і жінка в дуже дорогих костюмах, і мабуть, у дуже поганому настрої... Молода людина щось наполегливо доводила дівчині, а та, зовсім її не слухаючи, спокійно витала. десь у своїх мріях, ніж молодого чоловікадуже дратувала...
– Ось бачиш – це він! Це той самий «маленький хлопчик»... тільки через багато, багато років, — тихенько прошепотіла Стелла.
- А звідки ти знаєш, що це точно він? - Все ще не зовсім розуміючи, запитала я.
- Ну, як же, адже це дуже просто! - Здивовано дивилася на мене маля. – Ми всі маємо сутність, а сутність має свій «ключик», яким можна кожного з нас знайти, тільки треба знати, як шукати. Ось дивись...
Вона знову показала мені дитину, сина Гарольда.
- Подумай про його сутність, і ти побачиш...
І я відразу побачила прозору, яскраво світиться, на диво потужну сутність, на грудях якої горіла незвичайна «діамантова» енергетична зірка. Ця «зірка» сяяла і переливалася всіма кольорами веселки, то зменшуючись, то збільшуючись, ніби повільно пульсуючи, і сяяла так яскраво, ніби й справді була створена з найприголомшливіших діамантів.
- Ось бачиш у нього на грудях цю дивну перевернуту зірку? - Це і є його "ключик". І якщо ти спробуєш простежити за ним, як по ниточці, то вона приведе тебе прямо до Акселя, у якого така ж зірка - це і є та сама сутність, тільки вже в її наступному втіленні.
Я дивилася на неї на всі очі, і видно помітивши це, Стелла засміялася і весело зізналася:
- Ти не думай, що це я сама - це бабуся мене навчила!
Мені було дуже соромно почуватися повною невміхою, але бажання більше дізнатися було в сто разів сильніше будь-якого сорому, тому я заховала свою гордість якомога глибше і обережно запитала:
– А як же всі ці чудові «реальності», які ми зараз тут спостерігаємо? Адже це чиєсь чуже, конкретне життя, і ти не твориш їх так само, як ти твориш усі свої світи?
- О ні! - Знову зраділа можливості щось мені пояснити маля. - Звичайно ж ні! Адже це просто минуле, в якому всі ці люди колись жили, і я лише переношу нас з тобою туди.
- А Гарольд? Як він усе це бачить?
- О, йому легко! Адже він такий самий, як я, мертвий, ось він і може пересуватися, куди захоче. Адже в нього вже немає фізичного тілатому його сутність не знає тут перешкод і може гуляти, де їй захочеться... так само, як і я... - вже сумніше закінчила мала.
Я сумно подумала, що те, що було для неї лише «простим перенесенням у минуле», для мене мабуть ще довго буде «загадкою за сімома замками»... Але Стелла, ніби почувши мої думки, відразу поспішила мене заспокоїти :
- Ось побачиш, це дуже просто! Тобі треба лише спробувати.
- А ці "ключики", вони хіба ніколи не повторюються в інших? - Вирішила продовжити свої розпитування я.
– Ні, але іноді буває дещо інше… – чомусь кумедно посміхаючись, відповіла крихта. - Я на початку саме так і попалася, за що мене дуже навіть сильно «пошматували»... Ой, це було так безглуздо!
- А як? – дуже зацікавившись, спитала я.
Стелла одразу весело відповіла:
- О, це було дуже смішно! - І трохи подумавши, додала, - але і небезпечно теж ... Я шукала по всіх «поверхах» минуле втілення своєї бабусі, а замість неї по її «ниточці» прийшла зовсім інша сутність, яка якось зуміла «скопіювати» бабусин квітка »(мабуть теж «ключик»!) І, як тільки я встигла зрадіти, що нарешті її знайшла, ця незнайома сутність мене безжально вдарила в груди. Та так сильно, що в мене ледь душа не відлетіла!
- А як же ти її позбулася? - Здивувалася я.
– Ну, якщо чесно, я й не позбавлялася… – зніяковіла дівчинка. - Я просто бабусю покликала...
– А що ти називаєш «поверхами»? - Все ще не могла заспокоїтися я.
– Ну, це різні «світи», де мешкають сутності померлих... У найкрасивішому і найвищому живуть ті, які були добрими... і, напевно, найсильнішими теж.
- Такі як ти? - Усміхнувшись, запитала я.
- О, ні, звичайно! Я напевно сюди помилково потрапила. - абсолютно щиро сказала дівчинка. – А знаєш, що найцікавіше? З цього «поверху» ми можемо ходити скрізь, а з інших ніхто не може потрапити сюди... Правда – цікаво?
Так, це було дуже дивно і дуже захоплюючо цікаво для мого «зголоднілого» мозку, і мені так хотілося дізнатися більше!.. Може тому, що до цього дня мені ніколи і ніхто нічого до ладу не пояснював, а просто іноді хтось що -то давав (як наприклад, мої «зіркові друзі»), і тому, навіть таке, просте дитяче пояснення вже робило мене надзвичайно щасливою і змушувало ще лютіше копатися у своїх експериментах, висновках та помилках ... як завжди, знаходячи у всьому, що відбувається ще більше незрозумілого. Моя проблема була в тому, що робити чи створювати «незвичайне» я могла дуже легко, але вся біда була в тому, що я хотіла ще й розуміти, як я це все створюю... А саме це поки що мені не дуже вдавалося ...