5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ Намагниченность кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое магнитные материалы, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое магнитные материалы , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Материаловедение и материалы электронных аппаратов.

Любое вещество, будучи помещенным в магнитное поле, приобретает некоторый магнитный момент М. Магнитный момент единицы объема вещества называют намагниченностью J_M :

j_M = M/V .

При неравномерной намагниченности тела

j_M = dM/_dV .

Намагни́ченность (также: ве́ктор намагни́чивания) — векторная физическая величина, характеризующая магнитное состояние макроскопического физического тела. Обозначается обычно буквой M , реже J . Определяется как магнитный момент единицы объема вещества:

,

где — вектор магнитного момента всей совокупности N атомов в объеме V , а — магнитный дипольный момент i -го отдельного атома. В системе СИ измеряется в А/м (амперах на метр).

В общем случае (случае неоднородной, по тем или иным причинам, среды) намагниченность является функцией координат и выражается как:

где — суммарный магнитный момент молекул в объеме dV .

Намагниченность M выступает количественной характеристикой намагничивания — явления частичного упорядочения направлений магнитных моментов отдельных атомов и/или магнитных доменов вещества при наложении магнитного поля. Смысловое соотношение между понятиями «намагничивание» и «намагниченность» аналогично соотношению между «явлением поляризации» и «поляризованностью» P в физике диэлектриков. В англоязычной литературе и для явления, и для его численной характеристики используется одно слово англ. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . magnetization. Эффект намагничивания наиболее заметен в ферромагнитных средах.

Магнитные моменты, на микроскопическом уровне, создаются так называемыми молекулярными токами, обусловленными локальным движением зарядов (например, электронов) в пределах молекулы. Они появляются в магнетиках там, где текут токи проводимости, и в местах неоднородности среды.

Намагниченность математически связана с объемной плотностью молекулярных токов через соотношение:

Зависимость магнитной индукции B от напряженности магнитного поля H в разных средах:
— в вакууме;
— в диамагнетике;
— в парамагнетике;
f — в ферромагнетике.

Связь между M и напряженностью магнитного поля H в диамагнитных и парамагнитных материалах обычно линейна (по крайней мере, при не слишком больших величинах намагничивающего поля):

,

величину χm называют магнитной восприимчивостью, а (система СИ) ил (СГС) — магнитной проницаемостью.

В ферромагнитных материалах нет однозначной связи между M и H из-за магнитного гистерезиса, эта связь зависит от предыстории намагничивания тела.

Магнитная индукция определяется через намагниченность как:

(в системе СИ);

(в системе СГС).

Применительно к анизотропным средам различают продольную и поперечную намагниченность по отношению к направлению вектора H . В таких случаях вводится тензор магнитной восприимчивости.

Намагниченность является векторной величиной и может быть параллельной и антипараллельной внешнему полю. В системе СИ намагниченность выражается в единицах напряженности магнитного поля (А/м). Намагниченность связана с напряженностью магнитного поля соотношением

j_M = k_M H , (5.1) где k_M – безразмерная величина, характеризующая способность данного вещества намагничиваться в магнитном поле и называемая магнитной восприимчивостью.

Магнитная восприимчивость численно равна намагниченности при единичной напряженности поля. Кроме объемной магнитной восприимчивости иногда используют понятия удельной и молярной магнитных восприимчивостей, которые относят соответственно к единице массы или к молю вещества.

Намагниченное тело, находящееся во внешнем поле, создает собственное магнитное поле, которое в изотропных материалах направлено параллельно или антипараллельно внешнему полю. Поэтому суммарная магнитная индукция в веществе определяется алгебраической суммой индукции внешнего и собственного полей:

B = B₀ + B_i = µ₀H +µ₀J_M , (5.2)

где µ₀ = 4π10^–7 Гн/м – магнитная постоянная в системе СИ.

Из (5.1) и (5.2) следует:

B = µ₀H(1+ k_M )= µ₀µH ,

где µ = 1 + kM – относительная магнитная проницаемость, показывающая, во сколько раз магнитная индукция В поля в данной среде больше, чем магнитная индукция Во в вакууме.

Первопричиной магнитных свойств вещества являются внутренние скрытые формы движения электрических зарядов, представляющие собой элементарные круговые токи, обладающие магнитными моментами. Такими токами являются электронные спины и орбитальное вращение электронов в атомах. Магнитные моменты протонов и нейтронов приблизительно в тысячу раз меньше магнитного момента электрона. Поэтому магнитные свойства атома определяются целиком электронами, а магнитным моментом ядра можно пренебречь.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• Остаточная намагниченность
• Магнитометр
• Орбитальное намагничивание

Данная статья про магнитные материалы подтверждают значимость применения современных методик для изучения данных проблем. Надеюсь, что теперь ты понял что такое магнитные материалы и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Материаловедение и материалы электронных аппаратов

Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про магнитные материалы