• Domaća znanost i medicina u 19. - ranom 20. stoljeću Kemija 19. stoljeća u medicini
• Što su peptidi? Vrste i vrste peptida. Sve o peptidima i kozmetici protiv starenja s peptidima Ne stvaraju se dodatni peptidi
• Toksični učinak opasnih kemikalija na ljude
• Radioautografija Metoda autoradiografije u citologiji
• Identifikacija bakterija prema antigenskoj strukturi
• Organske tvari u otpadnim vodama Što su organski spojevi u vodi
• Vodikov indeks (pH faktor)
• Što je pH vode i zašto ga je važno znati?
• Redox potencijal Redox sustavi
• Reverzibilni redoks sustav Reverzibilni redoks sustavi

Iz dugogodišnje tehničke prakse znamo da induktivitet zavojnice jako ovisi o karakteristikama okoline u kojoj se zavojnica nalazi. Ako se feromagnetska jezgra doda zavojnici od bakrene žice s poznatim induktivitetom 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 promatranje

Pretpostavimo da je okolina, tvar koja ispunjava prostor unutar i oko opisane zavojnice, homogena, te da je generirana strujom koja teče kroz njegovu žicu, lokalizirana samo u tom određenom području, ne izlazeći izvan njegovih granica.

Ako zavojnica ima toroidalni oblik, oblik zatvorenog prstena, tada će ovaj medij, zajedno s poljem, biti koncentriran samo unutar volumena zavojnice, budući da izvan toroida gotovo da nema magnetskog polja. Ova pozicija vrijedi i za dugi svitak - solenoid, u kojem su sve magnetske linije također koncentrirane unutra - duž osi.

Na primjer, pretpostavimo da je induktivitet nekog kruga ili zavojnice bez jezgre u vakuumu L0. Zatim za istu zavojnicu, ali već u homogenoj tvari koja ispunjava prostor u kojem su prisutne linije magnetskog polja ove zavojnice, neka induktivitet bude jednak L. U ovom slučaju ispada da omjer L / L0 nije ništa više od relativne magnetske propusnosti navedene tvari (ponekad se jednostavno naziva "magnetska propusnost").

Postaje očito: magnetska permeabilnost je vrijednost koja karakterizira magnetska svojstva određene tvari.Često ovisi o stanju tvari (i o uvjetima okoline kao što su temperatura i tlak) i o njenoj vrsti.

Razumijevanje pojma

Uvođenje pojma "magnetska permeabilnost", u odnosu na tvar smještenu u magnetsko polje, slično je uvođenju pojma "dielektrična konstanta" za tvar koja se nalazi u električnom polju.

Vrijednost magnetske propusnosti, određena gornjom formulom L/L0, također se može izraziti kao omjer apsolutne magnetske propusnosti određene tvari i apsolutne praznine (vakuuma).

Lako je vidjeti: relativna magnetska propusnost (ona je također magnetska propusnost) je veličina bez dimenzija. Ali apsolutna magnetska permeabilnost - ima dimenziju Gn/m, istu kao i magnetska permeabilnost (apsolutna!) vakuuma (to je također magnetska konstanta).

Zapravo, vidimo da medij (magnet) utječe na induktivitet kruga, a to jasno pokazuje da promjena medija dovodi do promjene magnetskog toka F koji prodire u krug, a time i do promjene indukcije B , u odnosu na bilo koju točku magnetskog polja.

Fizičko značenje ovog opažanja je da će s istom strujom zavojnice (s istim magnetskim intenzitetom H), indukcija njegovog magnetskog polja biti određeni broj puta veća (u nekim slučajevima manja) u tvari s magnetskom propusnošću mu nego u punom vakuumu.

To je zato što i sam počinje imati magnetsko polje. Tvari koje se na taj način mogu magnetizirati nazivaju se magnetima.

Mjerna jedinica apsolutne magnetske propusnosti je 1 Gn / m (henry po metru ili newton po amperu na kvadrat), odnosno, to je magnetska propusnost takvog medija, gdje je pri jakosti magnetskog polja H jednakoj 1 A / m, javlja se magnetska indukcija od 1 T.

Fizička slika pojave

Iz prethodno navedenog postaje jasno da se različite tvari (magneti) magnetiziraju pod utjecajem magnetskog polja strujnog kruga, a kao rezultat toga nastaje magnetsko polje, koje je zbroj magnetskih polja - magnetsko polje od magnetiziranog medija plus od kruga sa strujom, stoga se razlikuje po veličini od polja samo krugova sa strujom bez medija. Razlog magnetiziranja magneta leži u postojanju najmanjih struja unutar svakog njihovog atoma.

Prema vrijednosti magnetske permeabilnosti tvari se dijele na dijamagnete (manje od jednog - magnetizirani su u odnosu na primijenjeno polje), paramagnete (više od jednog - magnetizirani su u smjeru primijenjenog polja) i feromagnete (puno više od jedan - oni su magnetizirani, a imaju magnetizaciju nakon isključivanja primijenjenog magnetskog polja).

Karakteristično je za feromagnete, stoga koncept "magnetske propusnosti" 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 magnetsku permeabilnost.

Supervodiči imaju magnetsku permeabilnost 0 (jer je magnetsko polje potpuno istisnuto iz njihovog volumena), a apsolutna magnetska permeabilnost zraka gotovo je jednaka vakuum mu (čitaj magnetsku konstantu). Za zrak, mu je malo veći od 1.

Magnetska propusnost je različita za različite medije i ovisi o njihovim svojstvima, stoga je uobičajeno govoriti o magnetskoj propusnosti pojedinog medija (misli se na njegov sastav, stanje, temperaturu itd.).

U slučaju homogenog izotropnog medija, magnetska permeabilnost μ:

μ \u003d B / (μ o H),

U anizotropnim kristalima, magnetska permeabilnost je tenzor.

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

• dijamagneti ( μ < 1 ),
• paramagneti ( µ > 1 )
• feromagneti (imaju izraženija magnetska svojstva, npr. željezo).

Magnetska permeabilnost supravodiča je nula.

Apsolutna magnetska propusnost zraka približno je jednaka magnetskoj propusnosti vakuuma iu tehničkim proračunima uzima se jednaka 4π 10 -7 H/m

μ = 1 + χ (u SI jedinicama);

μ = 1 + 4πχ (u CGS jedinicama).

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

Magnetska propusnost pokazuje koliko je puta apsolutna magnetska propusnost određenog materijala veća od magnetske konstante, tj. koliko je puta magnetsko polje makrostruja H pojačava se poljem mikrostruja medija. Magnetska propusnost zraka i većine tvari, s izuzetkom feromagnetskih materijala, blizu je jedinici.

U tehnici se koristi nekoliko vrsta magnetske permeabilnosti, ovisno o specifičnim primjenama magnetskog materijala. Relativna magnetska permeabilnost pokazuje koliko se puta u određenom mediju mijenja sila međudjelovanja između žica sa strujom u usporedbi s vakuumom. Numerički jednak omjeru apsolutne magnetske permeabilnosti i magnetske konstante. Apsolutna magnetska permeabilnost jednaka je umnošku magnetske permeabilnosti i magnetske konstante.

Za dijamagnete je χμχ>0 i μ> 1. Ovisno o tome mjeri li se μ feromagneta u statičkom ili izmjeničnom magnetskom polju, naziva se statička ili dinamička magnetska propusnost.

Magnetska permeabilnost feromagneta na složen način ovisi o H . Iz krivulje magnetiziranja feromagneta može se konstruirati ovisnost magnetske propusnosti o N.

Magnetska propusnost, određena formulom:

μ \u003d B / (μ o H),

naziva se statička magnetska permeabilnost.

Proporcionalan je tangensu nagiba sekante povučene iz ishodišta kroz odgovarajuću točku na glavnoj krivulji magnetizacije. Granična vrijednost magnetske permeabilnosti μ n s magnetskim poljem koje teži nuli naziva se početna magnetska permeabilnost. Ova karakteristika je od velike važnosti u tehničkoj upotrebi mnogih magnetskih materijala. Eksperimentalno se utvrđuje u slabim magnetskim poljima jakosti reda veličine 0,1 A/m.

Dielektrična konstanta tvari

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

Magnetska propusnost tvari

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

Magnetska permeabilnost feromagneta

U tablici su prikazane vrijednosti magnetske permeabilnosti za neke feromagnete (tvari s μ > 1). Magnetska propusnost za feromagnete (željezo, lijevano željezo, čelik, nikal itd.) nije konstantna. Tablica prikazuje maksimalne vrijednosti.

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

Curiejeva temperatura

Električni otpor materijala

Visoko otporne legure

Temperaturni koeficijenti električnog otpora vodiča

Supravodljivost vodiča

Bilješke.
1. Supravodljivost nalazi se u više od 25 metalnih elemenata iu velikom broju legura i spojeva.
2. Supervodič s najvišom temperaturom prijelaza u supravodljivo stanje -23,2 K (-250,0 o C) - donedavno je bio niobijev germanid (Nb 3 Ge). Krajem 1986. godine dobiven je supravodič s temperaturom prijelaza ≈ 30 K (≈ -243 o C). Izvještava se o sintezi novih visokotemperaturnih supravodiča: keramike (proizvedene sinteriranjem oksida barija, bakra i lantana) s temperaturom prijelaza od ≈ 90-120 K.

Električni otpor nekih poluvodiča i dielektrika

Električna svojstva plastike

Električni otpor elektrolita (pri t=18 o C i 10% koncentracije otopine)

Bilješka. Specifični otpor elektrolita ovisi o temperaturi i koncentraciji, tj. iz omjera mase otopljene kiseline, lužine ili soli prema masi otopljene vode. Pri navedenoj koncentraciji otopina, povećanje temperature za 1 o C smanjuje otpornost otopine uzete na 18 o C za 0,012 natrijevog hidroksida, za 0,022 - za bakrov sulfat, za 0,021 - za natrijev klorid, za 0,013 - za sumporni kiselina i za 0,003 - za 100% sumpornu kiselinu.

Specifični električni otpor tekućina

Magnetska svojstva tvari

Baš kao što su električna svojstva tvari karakterizirana permitivnošću, magnetska svojstva tvari karakteriziraju magnetska permeabilnost.

Zbog činjenice da sve tvari u magnetskom polju stvaraju vlastito magnetsko polje, vektor magnetske indukcije u homogenom mediju razlikuje se od vektora u istoj točki prostora u odsutnosti medija, tj. u vakuumu.

Relacija se zove magnetska permeabilnost medija.

Dakle, u homogenom mediju, magnetska indukcija je jednaka:

Vrijednost m za željezo je vrlo velika. To se može provjeriti iskustvom. Ako se željezna jezgra umetne u dugačku zavojnicu, tada će se magnetska indukcija, prema formuli (12.1), povećati m puta. Posljedično, tok magnetske indukcije će se povećati za isti iznos. Kada se otvori strujni krug koji napaja svitak za magnetiziranje istosmjernom strujom, u drugom, malom svitku namotanom preko glavnog, pojavljuje se indukcijska struja, što se bilježi galvanometrom (sl. 12.1).

Ako se u zavojnicu umetne željezna jezgra, tada će otklon igle galvanometra pri otvaranju kruga biti m puta veći. Mjerenja pokazuju da se magnetski tok kada se željezna jezgra uvede u zavojnicu može povećati tisuće puta. Stoga je magnetska permeabilnost željeza ogromna.

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

feromagneti

Tvari u kojima je, poput željeza, m >> 1, nazivaju se feromagnetima. Osim željeza, feromagneti su kobalt i nikal, kao i niz elemenata rijetkih zemalja i mnoge legure. Najvažnije svojstvo feromagneta je postojanje rezidualnog magnetizma. Feromagnetska tvar može biti u magnetiziranom stanju bez vanjskog polja magnetiziranja.

Poznato je da se željezni predmet (primjerice šipka) uvlači u magnetsko polje, odnosno kreće u područje gdje je magnetska indukcija veća. Prema tome, privlači ga magnet ili elektromagnet. To se događa zato što su elementarne struje u željezu usmjerene tako 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).

Riža. 12.2

STOP! Odlučite sami: A1-A3, B1, B3.

Paramagneti

Postoje tvari koje se ponašaju kao željezo, odnosno uvlače se u magnetsko polje. Te se tvari nazivaju paramagnetski. Tu spadaju neki metali (aluminij, natrij, kalij, mangan, platina itd.), kisik i mnogi drugi elementi, kao i razne otopine elektrolita.

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

Dijamagneti

Posebna klasa tvari su dijamagneti otkrio Faraday. Oni su izbačeni iz magnetskog polja. Ako dijamagnetsku šipku objesite blizu pola jakog elektromagneta, ona će se od njega odbiti. Posljedično, linije indukcije polja koje je on stvorio usmjerene su suprotno od linija indukcije polja magnetiziranja, odnosno polje je oslabljeno (sl. 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.

Riža. 12.3

Riža. 12.4

Dijamagneti uključuju bizmut, bakar, sumpor, živu, klor, inertne plinove i gotovo sve organske spojeve. Dijamagnetičan je plamen, poput plamena svijeće (uglavnom zbog ugljičnog dioksida). Zbog toga se plamen istiskuje iz magnetskog polja (Sl. 12.4) .

Magnetsko polje zavojnice određeno je strujom i intenzitetom tog polja, te indukcijom polja. Oni. indukcija polja u vakuumu proporcionalna je jakosti struje. Ako se u određenom mediju ili tvari stvori magnetsko polje, tada ono djeluje na tvar, a ona pak na određeni način mijenja magnetsko polje.

Tvar u vanjskom magnetskom polju postaje magnetizirana i u njoj se javlja dodatno unutarnje magnetsko polje. Povezan je s kretanjem elektrona duž unutaratomskih orbita, kao i oko vlastite osi. Gibanje elektrona i jezgri atoma može se smatrati elementarnim kružnim strujama.

Magnetska svojstva elementarne kružne struje karakterizirana su magnetskim momentom.

U nedostatku vanjskog magnetskog polja, elementarne struje unutar tvari usmjerene su nasumično (kaotično) i, prema tome, ukupni ili ukupni magnetski moment je nula, a magnetsko polje elementarnih unutarnjih struja nije detektirano u okolnom prostoru.

Učinak vanjskog magnetskog polja na elementarne struje u materiji je da se orijentacija osi rotacije nabijenih čestica mijenja tako da su njihovi magnetski momenti usmjereni u jednom smjeru. (prema vanjskom magnetskom polju). Intenzitet i priroda magnetizacije u različitim tvarima u istom vanjskom magnetskom polju značajno se razlikuju. Vrijednost koja karakterizira svojstva medija i utjecaj medija na gustoću magnetskog polja naziva se apsolutna magnetska permeabilnost ili magnetska permeabilnost medija (μ S ) . Ovo je relacija = . Izmjereno [ μ S ]=H/m.

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

Naziva se omjer apsolutne magnetske permeabilnosti i magnetske konstante relativna magnetska permeabilnostμ c /μ 0 \u003d μ. Oni. relativna magnetska permeabilnost je vrijednost koja pokazuje koliko je puta apsolutna magnetska permeabilnost medija veća ili manja od apsolutne permeabilnosti vakuuma. μ je bezdimenzijska veličina koja varira u širokom rasponu. Ova vrijednost je osnova za podjelu svih materijala i medija u tri skupine.

Dijamagneti . Ove tvari 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 tvari imaju μ > 1. Tu spadaju aluminij, magnezij, kositar, platina, mangan, kisik, zrak itd. Zrak ima = 1,0000031. . Ove tvari, kao i dijamagneti, slabo djeluju s magnetom.

Za tehničke proračune pretpostavlja se da je μ dijamagnetskih i paramagnetskih tijela jednak jedan.

feromagneti . To je posebna skupina tvari koje imaju veliku ulogu u elektrotehnici. Te tvari imaju μ >> 1. To uključuje željezo, čelik, lijevano željezo, nikal, kobalt, gadolinij i metalne legure. Ove tvari snažno privlače magnet. Ove tvari imaju μ = 600-10 000. Za neke legure μ doseže rekordne vrijednosti do 100 000. Treba napomenuti da μ za feromagnetske materijale nije konstantan i ovisi o jakosti magnetskog polja, vrsti materijala i temperaturi.

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

U nedostatku magnetskog polja, magnetski momenti domena su nasumično usmjereni i ukupni magnetski moment tijela ili tvari je nula. Pod djelovanjem vanjskog polja, magnetski momenti domena su usmjereni u jednom smjeru i tvore ukupni magnetski moment tijela, usmjeren u istom smjeru kao i vanjsko magnetsko polje.

Ova važna značajka koristi se u praksi, korištenjem feromagnetskih jezgri u zavojnicama, što omogućuje naglo povećanje magnetske indukcije i magnetskog toka pri istim vrijednostima struja i broja zavoja, ili, drugim riječima, koncentriranje magnetsko polje u relativno malom volumenu.

• Djelatnost i pedagoški pogledi Jana Amosa Comeniusa
• Konstanta brzine izračunava se po formuli Vrijednost konstante brzine
• Fazni dijagrami dvokomponentnih sustava "polimer - otapalo" Fazni dijagrami dvokomponentnih sustava "polimer - otapalo"
• Fina i hiperfina struktura optičkih spektara
• Kako sami naučiti kemiju od nule: učinkoviti načini
• Svojstva i karakteristike alkena
• Osobine studenta iz mjesta obavljanja prakse
• Obilježja studenta koji je obavljao praksu u poduzeću: pravila pisanja
• Biografija Faradaya. Veliki znanstvenici. Michael Faraday. otkriće elektromagnetske rotacije
• Suvremene inovacije u obrazovanju

• Supstituenti na benzenskom prstenu dijele se u dvije skupine Reakcije benzenskog prstena
• Vrste kemijskih reakcija u organskoj kemiji. Elektrofilne adicijske reakcije
• Metode razdvajanja heterogenih smjesa
• Polimetakrilna kiselina
• Opće karakteristike elemenata VI A podskupine Elementi 6a podskupine
• Teorijske osnove fizike
• Teorija grafova u kemiji. teorija grafova. Osnovne definicije i teoremi teorije grafova
• Algebra i harmonija u kemijskim primjenama
• Testovi na kolegiju "Ekologija i upravljanje prirodom
• Direktor WWF-a Rusija Igor Čestin: Jakutija je među vodećima. Znam da puno putujete… Zašto vam ovo treba