• Domaća nauka i medicina u 19. - ranom 20. veku Hemija 19. veka u medicini
• Šta su peptidi? Vrste i vrste peptida. Sve o peptidima i kozmetici protiv starenja sa peptidima Dodatni peptidi se ne stvaraju
• Toksično dejstvo opasnih hemikalija na ljude
• Radioautografska metoda autoradiografije u citologiji
• Identifikacija bakterija po antigenskoj strukturi
• Organske materije u otpadnim vodama Šta su organska jedinjenja u vodi
• Vodikov indeks (pH faktor)
• Koliki je pH vode i zašto ga je važno znati?
• Redox potencijal Redox sistemi
• Reverzibilni redoks sistem Reverzibilni redoks sistemi

Iz dugogodišnje tehničke prakse znamo da induktivnost zavojnice u velikoj meri zavisi od karakteristika sredine u kojoj se ovaj kalem nalazi. Ako se feromagnetno jezgro doda zavojnici bakrene žice sa poznatom induktivnošću L0, tada će se pod drugim prethodnim okolnostima struje samoindukcije (dodatne struje zatvaranja i otvaranja) u ovoj zavojnici višestruko povećati, eksperiment će to potvrditi, što će značiti da se povećao nekoliko puta, što sada postaje jednako L.

Eksperimentalno posmatranje

Pretpostavimo da je okolina, supstanca koja ispunjava prostor unutar i oko opisanog namotaja, homogena, a generirana strujom koja teče kroz njegovu žicu, lokalizirana je samo u tom određenom području, ne izlazeći van njegovih granica.

Ako zavojnica ima toroidni oblik, oblik zatvorenog prstena, tada će ovaj medij, zajedno s poljem, biti koncentriran samo unutar volumena zavojnice, jer izvan toroida gotovo da nema magnetskog polja. Ova pozicija vrijedi i za dugu zavojnicu - solenoid, u kojem su sve magnetske linije također koncentrisane unutar - duž ose.

Na primjer, pretpostavimo da je induktivnost nekog kola ili zavojnice bez jezgre u vakuumu L0. Zatim za istu zavojnicu, ali već u homogenoj tvari koja ispunjava prostor gdje su prisutne linije magnetskog polja ovog zavojnice, neka induktivnost bude jednaka L. U ovom slučaju ispada da je omjer L/L0 ništa više od relativne magnetske permeabilnosti imenovane supstance (ponekad jednostavno nazvana "magnetna permeabilnost").

Postaje očigledno: magnetna permeabilnost je vrijednost koja karakterizira magnetna svojstva date supstance.Često zavisi od stanja supstance (i od uslova okoline kao što su temperatura i pritisak) i od njene vrste.

Razumijevanje pojma

Uvođenje pojma "magnetna permeabilnost", u odnosu na supstancu postavljenu u magnetsko polje, slično je uvođenju pojma "dielektrična konstanta" za supstancu koja se nalazi u električnom polju.

Vrijednost magnetne permeabilnosti, određena gornjom formulom L/L0, može se izraziti i kao omjer apsolutne magnetne permeabilnosti date supstance i apsolutne praznine (vakuma).

Lako je uočiti: relativna magnetna permeabilnost (ona je i magnetna permeabilnost) je bezdimenzionalna veličina. Ali apsolutna magnetna permeabilnost - ima dimenziju Gn/m, istu kao i magnetna permeabilnost (apsolutna!) vakuuma (to je takođe magnetna konstanta).

U stvari, vidimo da medij (magnet) utječe na induktivnost kola, a to jasno ukazuje da promjena u mediju dovodi do promjene magnetskog fluksa F koji prodire u kolo, a time i do promjene indukcije B , u odnosu na bilo koju tačku magnetnog polja.

Fizički smisao ovog zapažanja je da će s istom strujom zavojnice (s istim magnetskim intenzitetom H), indukcija njenog magnetnog polja biti određeni broj puta veća (u nekim slučajevima manja) u tvari s magnetskom permeabilnosti mu nego u punom vakuumu.

To je zato što i sam počinje imati magnetno polje. Supstance koje se mogu magnetizirati na ovaj način nazivaju se magneti.

Jedinica mjerenja apsolutne magnetske permeabilnosti je 1 Gn/m (henry po metru ili njutn po amperu na kvadrat), odnosno to je magnetna permeabilnost takvog medija, gdje je, pri jakosti magnetskog polja H jednakoj 1 A / m, javlja se magnetna indukcija od 1 T.

Fizička slika fenomena

Iz prethodno navedenog postaje jasno da se različite tvari (magneti) magnetiziraju pod utjecajem magnetskog polja strujnog kola, a kao rezultat toga, dobiva se magnetsko polje, koje je zbir magnetnih polja - magnetsko polje od magnetiziranog medija plus iz kola sa strujom, pa se po veličini razlikuje od polja samo kola sa strujom bez medija. Razlog za magnetizaciju magneta leži u postojanju najmanjih struja unutar svakog od njihovih atoma.

Prema vrijednosti magnetne permeabilnosti, tvari se dijele na dijamagnete (manje od jedan - magnetiziraju se prema primijenjenom polju), paramagnete (više od jednog - magnetiziraju se u smjeru primijenjenog polja) i feromagnete (mnogo više od jedan - magnetiziraju se i imaju magnetizaciju nakon isključivanja primijenjenog magnetnog polja).

Karakteristično je za feromagnete, stoga koncept "magnetske permeabilnosti" u svom čistom obliku nije primjenjiv na feromagnete, ali u određenom rasponu magnetizacije, u nekoj aproksimaciji, moguće je izdvojiti linearni dio krivulje magnetizacije, za koje će biti moguće procijeniti magnetnu permeabilnost.

Superprovodnici imaju magnetnu permeabilnost od 0 (jer je magnetsko polje potpuno izmešteno iz njihove zapremine), a apsolutna magnetna permeabilnost vazduha je skoro jednaka vakuumu (čitaj magnetnu konstantu). Za zrak, mu je nešto više od 1.

Magnetna permeabilnost je različita za različite medije i zavisi od njegovih svojstava, pa je uobičajeno govoriti o magnetnoj permeabilnosti određenog medija (misli se na njegov sastav, stanje, temperaturu itd.).

U slučaju homogene izotropne sredine, magnetna permeabilnost μ:

μ \u003d B / (μ o H),

U anizotropnim kristalima, magnetska permeabilnost je tenzor.

Većina tvari je podijeljena u tri klase prema vrijednosti magnetne permeabilnosti:

• dijamagneti ( μ < 1 ),
• paramagneti ( µ > 1 )
• feromagneti (koji imaju izraženija magnetna svojstva, kao što je gvožđe).

Magnetska permeabilnost supravodnika je nula.

Apsolutna magnetna permeabilnost vazduha je približno jednaka magnetnoj permeabilnosti vakuuma iu tehničkim proračunima uzima se kao 4π 10 -7 H/m

μ = 1 + χ (u SI jedinicama);

μ = 1 + 4πχ (u CGS jedinicama).

Magnetska permeabilnost fizičkog vakuuma μ =1, pošto je χ=0.

Magnetna permeabilnost pokazuje koliko je puta apsolutna magnetna permeabilnost datog materijala veća od magnetne konstante, tj. koliko puta je magnetsko polje makrostruja H je pojačano poljem mikrostruja medija. Magnetska permeabilnost zraka i većine tvari, s izuzetkom feromagnetnih materijala, bliska je jedinici.

U tehnici se koristi nekoliko vrsta magnetne permeabilnosti, ovisno o specifičnoj primjeni magnetnog materijala. Relativna magnetna permeabilnost pokazuje koliko se puta u datom mediju mijenja sila interakcije između žica sa strujom u odnosu na vakuum. Numerički jednak omjeru apsolutne magnetske permeabilnosti i magnetske konstante. Apsolutna magnetna permeabilnost jednaka je proizvodu magnetne permeabilnosti i magnetske konstante.

Za dijamagnete, χμχ>0 i μ> 1. U zavisnosti od toga da li se μ feromagneta meri u statičkom ili naizmeničnom magnetnom polju, naziva se statička ili dinamička magnetna permeabilnost.

Magnetska permeabilnost feromagneta na složen način zavisi od H . Iz krivulje magnetizacije feromagneta može se konstruirati ovisnost magnetske permeabilnosti od N.

Magnetska permeabilnost, određena formulom:

μ \u003d B / (μ o H),

naziva se statička magnetna permeabilnost.

Ona je proporcionalna tangenti nagiba sekante povučene od početka kroz odgovarajuću tačku na glavnoj krivulji magnetizacije. Granična vrijednost magnetske permeabilnosti μ n sa magnetskim poljem koje teži nuli naziva se početna magnetna permeabilnost. Ova karakteristika je od velike važnosti u tehničkoj upotrebi mnogih magnetnih materijala. Eksperimentalno se određuje u slabim magnetnim poljima jačine reda 0,1 A/m.

Dielektrična konstanta tvari

Bilješka. Električna konstanta ԑ o (permitivnost vakuuma) jednaka: ԑ o = 1\4πs 2 * 10 7 F / m ≈ 8,85 * 10 -12 F / m

Magnetna permeabilnost supstance

Bilješka. Magnetna konstanta μ o (magnetna permeabilnost vakuuma) je: μ o = 4π * 10 -7 H/m ≈ 1,257 * 10 -6 H/m

Magnetna permeabilnost feromagneta

U tabeli su prikazane vrijednosti magnetske permeabilnosti za neke feromagnete (supstance sa μ > 1). Magnetna permeabilnost za feromagnete (gvožđe, liveno gvožđe, čelik, nikl, itd.) nije konstantna. Tabela prikazuje maksimalne vrijednosti.

1 Permalloy-68- legura od 68% nikla i gvožđa 325; Ova legura se koristi za izradu jezgara transformatora.

Curie temperatura

Električna otpornost materijala

Legure visoke otpornosti

Temperaturni koeficijenti električnog otpora provodnika

Superprovodljivost provodnika

Bilješke.
1. Superprovodljivost nalazi se u više od 25 metalnih elemenata i u velikom broju legura i spojeva.
2. Superprovodnik sa najvišom temperaturom prelaza u supravodljivo stanje -23,2 K (-250,0 o C) - donedavno je bio niobijum germanid (Nb 3 Ge). Krajem 1986. godine dobijen je supravodič sa prelaznom temperaturom ≈ 30 K (≈ -243 o C). Izvještava se o sintezi novih visokotemperaturnih superprovodnika: keramike (proizvedene sinteriranjem oksida barija, bakra i lantana) s prijelaznom temperaturom od ≈ 90-120 K.

Električna otpornost nekih poluvodiča i dielektrika

Električna svojstva plastike

Električna otpornost elektrolita (pri t=18 o C i 10% koncentracije rastvora)

Bilješka. Specifični otpor elektrolita zavisi od temperature i koncentracije, tj. od omjera mase otopljene kiseline, lužine ili soli prema masi otopljene vode. Pri naznačenoj koncentraciji rastvora, povećanje temperature za 1 o C smanjuje otpornost rastvora uzete na 18 o C za 0,012 natrijum hidroksida, za 0,022 - za bakar sulfat, za 0,021 - za natrijum hlorid, za 0,013 - za sumporni kiseline i za 0,003 - za 100% sumpornu kiselinu.

Specifični električni otpor tečnosti

Magnetna svojstva supstanci

Baš kao što se električna svojstva tvari karakteriziraju permitivnošću, magnetna svojstva tvari karakteriziraju magnetna permeabilnost.

Zbog činjenice da sve tvari u magnetskom polju stvaraju svoje magnetsko polje, vektor magnetske indukcije u homogenom mediju razlikuje se od vektora u istoj tački prostora u odsustvu medija, odnosno u vakuumu.

Relacija se zove magnetna permeabilnost medija.

Dakle, u homogenom mediju, magnetna indukcija je jednaka:

Vrijednost m za željezo je vrlo velika. To se može potvrditi iskustvom. Ako se gvozdeno jezgro umetne u dugu zavojnicu, tada će se magnetna indukcija, prema formuli (12.1), povećati m puta. Posljedično, fluks magnetske indukcije će se povećati za isti iznos. Kada se otvori kolo koje napaja zavojnicu za magnetiziranje jednosmjernom strujom, u drugom, malom zavojnici namotanom preko glavnog, pojavljuje se indukcijska struja, što se bilježi galvanometrom (slika 12.1).

Ako se gvozdeno jezgro ubaci u zavojnicu, tada će odstupanje igle galvanometra pri otvaranju kola biti m puta veće. Mjerenja pokazuju da se magnetni fluks kada se gvozdeno jezgro unese u zavojnicu može povećati hiljadama puta. Stoga je magnetna permeabilnost željeza ogromna.

Postoje tri glavne klase tvari s oštro različitim magnetskim svojstvima: feromagneti, paramagneti i dijamagneti.

feromagneti

Supstance u kojima je, poput željeza, m >> 1, nazivaju se feromagneti. Pored gvožđa, feromagneti su i kobalt i nikl, kao i brojni elementi retkih zemalja i mnoge legure. Najvažnije svojstvo feromagneta je postojanje rezidualnog magnetizma. Feromagnetna tvar može biti u magnetiziranom stanju bez vanjskog magnetizirajućeg polja.

Poznato je da se željezni predmet (na primjer, štap) uvlači u magnetsko polje, odnosno kreće se u područje gdje je magnetna indukcija veća. Shodno tome, privlači ga magnet ili elektromagnet. To se događa zato što su elementarne struje u željezu orijentirane na takav način da se smjer magnetske indukcije njihovog polja poklapa sa smjerom indukcije magnetizirajućeg polja. Kao rezultat toga, željezna šipka se pretvara u magnet, čiji je najbliži pol suprotan polu elektromagneta. Suprotni polovi magneta se privlače (slika 12.2).

Rice. 12.2

STOP! Odlučite sami: A1-A3, B1, B3.

Paramagneti

Postoje supstance koje se ponašaju kao gvožđe, odnosno uvučene su u magnetno polje. Ove supstance se nazivaju paramagnetski. Tu spadaju neki metali (aluminijum, natrijum, kalij, mangan, platina itd.), kiseonik i mnogi drugi elementi, kao i različiti rastvori elektrolita.

Budući da su paramagneti uvučeni u polje, linije indukcije vlastitog magnetskog polja koje stvaraju i magnetizirajuće polje su usmjerene u istom smjeru, pa se polje pojačava. Dakle, imaju m > 1. Ali m se vrlo malo razlikuje od jedinice, samo za vrijednost reda 10 -5 ... 10 -6 . Stoga su potrebna snažna magnetna polja za promatranje paramagnetnih pojava.

Dijamagneti

Posebna klasa supstanci su dijamagneti otkrio Faraday. Oni se istiskuju iz magnetnog polja. Ako dijamagnetnu šipku objesite blizu pola jakog elektromagneta, onda će se odbiti od njega. Posljedično, linije indukcije polja koje je on stvorio usmjerene su suprotno od linija indukcije magnetizirajućeg polja, odnosno polje je oslabljeno (slika 12.3). Prema tome, za dijamagnete m< 1, причем отличается от единицы на вели­чину порядка 10 –6 . Магнитные свойства у диамагнетиков вы­ражены слабее, чем у парамагнетиков.

Rice. 12.3

Rice. 12.4

Dijamagneti uključuju bizmut, bakar, sumpor, živu, hlor, inertne gasove i gotovo sva organska jedinjenja. Dijamagnetski je plamen, kao što je plamen svijeće (uglavnom zbog ugljičnog dioksida). Zbog toga se plamen potiskuje iz magnetnog polja (slika 12.4) .

Magnetno polje zavojnice određeno je strujom i intenzitetom ovog polja, te indukcijom polja. One. indukcija polja u vakuumu je proporcionalna veličini struje. Ako se u određenom mediju ili tvari stvori magnetsko polje, tada polje djeluje na supstancu, a ona zauzvrat mijenja magnetsko polje na određeni način.

Supstanca u vanjskom magnetskom polju postaje magnetizirana i u njoj nastaje dodatno unutrašnje magnetsko polje. Povezan je s kretanjem elektrona duž intraatomskih orbita, kao i oko njihove vlastite ose. Kretanje elektrona i jezgara atoma može se smatrati elementarnim kružnim strujama.

Magnetna svojstva elementarne kružne struje karakterizira magnetni moment.

U nedostatku vanjskog magnetskog polja, elementarne struje unutar tvari su nasumično (haotično) orijentirane i stoga je ukupni ili ukupni magnetni moment jednak nuli i magnetsko polje elementarnih unutrašnjih struja se ne detektuje u okolnom prostoru.

Utjecaj vanjskog magnetskog polja na elementarne struje u materiji je da se orijentacija osi rotacije nabijenih čestica mijenja tako da se ispostavi da su njihovi magnetni momenti usmjereni u jednom smjeru. (prema vanjskom magnetskom polju). Intenzitet i priroda magnetizacije u različitim supstancama u istom vanjskom magnetskom polju značajno se razlikuju. Vrijednost koja karakterizira svojstva medija i utjecaj medija na gustinu magnetnog polja naziva se apsolutnom magnetna permeabilnost ili magnetska permeabilnost medija (μ With ) . Ovo je relacija = . Izmjereno [ μ With ]=H/m.

Apsolutna magnetna permeabilnost vakuuma naziva se magnetna konstanta μ o \u003d 4π 10 -7 Gn / m.

Omjer apsolutne magnetske permeabilnosti i magnetske konstante naziva se relativna magnetna permeabilnostμ c /μ 0 \u003d μ. One. relativna magnetna permeabilnost je vrijednost koja pokazuje koliko je puta apsolutna magnetna permeabilnost medija veća ili manja od apsolutne permeabilnosti vakuuma. μ je bezdimenzionalna veličina koja varira u širokom rasponu. Ova vrijednost je osnova za podjelu svih materijala i medija u tri grupe.

Dijamagneti . Ove supstance imaju μ< 1. К ним относятся - медь, серебро, цинк, ртуть, свинец, сера, хлор, вода и др. Например, у меди μ Cu = 0,999995. Эти вещества слабо взаимодействуют с магнитом.

Paramagneti . Ove supstance imaju μ > 1. Tu spadaju aluminijum, magnezijum, kalaj, platina, mangan, kiseonik, vazduh, itd. Vazduh ima = 1,0000031. . Ove tvari, kao i dijamagneti, slabo djeluju s magnetom.

Za tehničke proračune pretpostavlja se da je μ dijamagnetnih i paramagnetnih tijela jednako jedan.

feromagneti . Ovo je posebna grupa supstanci koje igraju ogromnu ulogu u elektrotehnici. Ove supstance imaju μ >> 1. Tu spadaju gvožđe, čelik, liveno gvožđe, nikl, kobalt, gadolinijum i legure metala. Ove supstance snažno privlače magnet. Ove supstance imaju μ = 600-10 000. Za neke legure μ dostiže rekordne vrednosti do 100 000. Treba napomenuti da μ za feromagnetne materijale nije konstantan i zavisi od jačine magnetnog polja, vrste materijala i temperature.

Velika vrijednost µ u feromagnetima se objašnjava činjenicom da oni imaju područja spontane magnetizacije (domene), unutar kojih su elementarni magnetni momenti usmjereni na isti način. Kada se saberu, formiraju zajedničke magnetne momente domena.

U nedostatku magnetnog polja, magnetni momenti domena su nasumično orijentirani i ukupni magnetni moment tijela ili tvari je nula. Pod dejstvom spoljašnjeg polja, magnetni momenti domena su orijentisani u jednom pravcu i formiraju ukupni magnetni moment tela, usmeren u istom smeru kao i spoljašnje magnetno polje.

Ova važna karakteristika se koristi u praksi, koristeći feromagnetna jezgra u zavojnicama, što omogućava naglo povećanje magnetske indukcije i magnetskog fluksa pri istim vrijednostima struja i broja zavoja, ili, drugim riječima, koncentriranje magnetno polje u relativno maloj zapremini.

• Djelatnost i pedagoški pogledi Jana Amosa Komenskog
• Konstanta stope se izračunava po formuli Vrijednost konstante stope
• Fazni dijagrami dvokomponentnih sistema "polimer - rastvarač" Fazni dijagrami dvokomponentnih sistema "polimer - rastvarač"
• Fina i hiperfina struktura optičkih spektra
• Kako sami naučiti hemiju od nule: efikasni načini
• Svojstva i karakteristike alkena
• Karakteristike studenta iz mjesta prakse
• Karakteristike za studenta koji je obavljao praksu u preduzeću: pravila pisanja
• Biografija Faradaya. Veliki naučnici. Michael Faraday. otkriće elektromagnetne rotacije
• Savremene inovacije u obrazovanju

• Supstituenti na benzenskom prstenu su podeljeni u dve grupe. Reakcije benzenskog prstena
• Vrste hemijskih reakcija u organskoj hemiji Elektrofilne reakcije adicije
• Metode odvajanja heterogenih smjesa
• Polimetakrilna kiselina
• Opšte karakteristike elemenata VI A podgrupe Elementi 6a podgrupe
• Teorijske osnove fizike
• Teorija grafova u hemiji. teorija grafova. Osnovne definicije i teoreme teorije grafova
• Algebra i harmonija u hemijskim primenama
• Testovi iz predmeta „Ekologija i upravljanje prirodom
• Direktor WWF-a u Rusiji Igor Čestin: Jakutija je među liderima Znam da mnogo putujete… Zašto vam ovo treba