მაგნიტური გამტარიანობა. ნივთიერებების მაგნიტური თვისებები ნივთიერების შედარებითი მაგნიტური გამტარიანობა
მრავალწლიანი ტექნიკური პრაქტიკიდან ჩვენ ვიცით, რომ ხვეულის ინდუქციურობა დიდად არის დამოკიდებული იმ გარემოს მახასიათებლებზე, სადაც ეს ხვეული მდებარეობს. თუ ფერომაგნიტური ბირთვი დაემატება სპილენძის მავთულის ხვეულს ცნობილი ინდუქციით L0, მაშინ სხვა წინა გარემოებებში თვითინდუქციური დენები (დახურვისა და გახსნის დამატებითი დენები) ამ ხვეულში ბევრჯერ გაიზრდება, ექსპერიმენტი ამას დაადასტურებს. რაც ნიშნავს, რომ ის რამდენჯერმე გაიზარდა, რაც ახლა ლ-ის ტოლი ხდება.
ექსპერიმენტული დაკვირვება
დავუშვათ, რომ გარემო, ნივთიერება, რომელიც ავსებს სივრცეს აღწერილი კოჭის შიგნით და ირგვლივ, არის ერთგვაროვანი და წარმოიქმნება მის მავთულში გამავალი დენით, ლოკალიზებულია მხოლოდ ამ დანიშნულ ტერიტორიაზე, მის საზღვრებს მიღმა.
თუ ხვეულს აქვს ტოროიდული ფორმა, დახურული რგოლის ფორმა, მაშინ ეს გარემო, ველთან ერთად, კონცენტრირებული იქნება მხოლოდ ხვეულის მოცულობის შიგნით, რადგან ტოროიდის გარეთ მაგნიტური ველი თითქმის არ არის. ეს პოზიცია ასევე მოქმედებს გრძელ კოჭაზე - სოლენოიდზე, რომელშიც ყველა მაგნიტური ხაზი ასევე კონცენტრირებულია შიგნით - ღერძის გასწვრივ.
მაგალითად, დავუშვათ, რომ რაღაც მიკროსქემის ან კოჭის ინდუქციურობა ბირთვის გარეშე ვაკუუმში არის L0. შემდეგ იგივე ხვეულისთვის, მაგრამ უკვე ერთგვაროვან ნივთიერებაში, რომელიც ავსებს სივრცეს, სადაც არის ამ ხვეულის მაგნიტური ველის ხაზები, ინდუქციური იყოს L-ის ტოლი. ამ შემთხვევაში, გამოდის, რომ თანაფარდობა L/L0 არაფერია. დასახელებული ნივთიერების შედარებით მაგნიტურზე მეტი გამტარიანობა (ზოგჯერ უბრალოდ „მაგნიტურ გამტარიანობას“ უწოდებენ).
აშკარა ხდება: მაგნიტური გამტარიანობა არის მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს მოცემული ნივთიერების მაგნიტურ თვისებებს.ეს ხშირად დამოკიდებულია ნივთიერების მდგომარეობაზე (და გარემო პირობებზე, როგორიცაა ტემპერატურა და წნევა) და მის სახეობაზე.
ტერმინის გაგება
ტერმინის „მაგნიტური გამტარიანობის“ შემოღება მაგნიტურ ველში მოთავსებულ ნივთიერებასთან მიმართებაში მსგავსია ტერმინის „დიელექტრიკული მუდმივის“ შემოღება ელექტრულ ველში მდებარე ნივთიერებისთვის.
მაგნიტური გამტარიანობის მნიშვნელობა, რომელიც განისაზღვრება ზემოაღნიშნული ფორმულით L/L0, ასევე შეიძლება გამოისახოს მოცემული ნივთიერების აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობის და აბსოლუტური სიცარიელის (ვაკუუმი) თანაფარდობით.
მისი დანახვა ადვილია: ფარდობითი მაგნიტური გამტარიანობა (ის ასევე მაგნიტური გამტარიანობაა) არის განზომილებიანი სიდიდე. მაგრამ აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობა - აქვს Gn/m განზომილება, იგივე, რაც ვაკუუმის მაგნიტური გამტარიანობის (აბსოლუტური!) (ის ასევე მაგნიტური მუდმივია).
სინამდვილეში, ჩვენ ვხედავთ, რომ საშუალო (მაგნიტი) გავლენას ახდენს მიკროსქემის ინდუქციურობაზე და ეს ნათლად მიუთითებს იმაზე, რომ გარემოში ცვლილება იწვევს მაგნიტური ნაკადის Ф ცვლილებას, რომელიც შეაღწევს წრედში და, შესაბამისად, ცვლილებას ინდუქციურ B-ში. , მაგნიტური ველის ნებისმიერ წერტილთან მიმართებაში.
ამ დაკვირვების ფიზიკური მნიშვნელობა მდგომარეობს იმაში, რომ ერთი და იგივე კოჭის დენით (იგივე მაგნიტური ინტენსივობით H), მისი მაგნიტური ველის ინდუქცია იქნება გარკვეული რაოდენობის (ზოგიერთ შემთხვევაში ნაკლები) მეტი (ზოგიერთ შემთხვევაში ნაკლები) ნივთიერებაში მაგნიტური გამტარიანობის mu. ვიდრე სრულ ვაკუუმში.
ეს იმიტომ ხდება, რომ და თავად იწყებს მაგნიტური ველის არსებობას. ნივთიერებებს, რომელთა მაგნიტიზაციაც შესაძლებელია ამ გზით, მაგნიტები ეწოდება.
აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობის საზომი ერთეულია 1 გნ/მ (ჰენრი მეტრზე ან ნიუტონი ამპერზე კვადრატში), ანუ ეს არის ისეთი გარემოს მაგნიტური გამტარიანობა, სადაც მაგნიტური ველის სიძლიერე H უდრის 1 A/ მ, ხდება მაგნიტური ინდუქცია 1 T.
ფენომენის ფიზიკური სურათი
ზემოაღნიშნულიდან ირკვევა, რომ მიკროსქემის მაგნიტური ველის ზემოქმედებით სხვადასხვა ნივთიერებები (მაგნიტები) მაგნიტიზებულია დენით და შედეგად მიიღება მაგნიტური ველი, რომელიც წარმოადგენს მაგნიტური ველების ჯამს - მაგნიტურ ველს. მაგნიტიზებული საშუალებიდან პლუსი დენით წრედიდან, ამიტომ იგი სიდიდით განსხვავდება ველისგან მხოლოდ სქემებით, რომლებსაც აქვთ დენი საშუალო გარეშე. მაგნიტების დამაგნიტიზაციის მიზეზი მდგომარეობს მათი თითოეული ატომის შიგნით უმცირესი დენების არსებობაში.
მაგნიტური გამტარიანობის მნიშვნელობის მიხედვით, ნივთიერებები იყოფა დიამაგნიტებად (ერთზე ნაკლები - ისინი მაგნიტიზებულია გამოყენებული ველის მიმართ), პარამაგნიტებად (ერთზე მეტი - ისინი მაგნიტირდება გამოყენებული ველის მიმართულებით) და ფერომაგნიტებად (ბევრად მეტი, ვიდრე ერთი - ისინი მაგნიტიზებულია და აქვთ მაგნიტიზაცია გამოყენებული მაგნიტური ველის გამორთვის შემდეგ).
ეს დამახასიათებელია ფერომაგნიტებისთვის, ამიტომ "მაგნიტური გამტარიანობის" ცნება მისი სუფთა სახით არ გამოიყენება ფერომაგნიტებზე, მაგრამ მაგნიტიზაციის გარკვეულ დიაპაზონში, გარკვეული მიახლოებით, შესაძლებელია გამოვყოთ მაგნიტიზაციის მრუდის ხაზოვანი მონაკვეთი. რომლისთვისაც შესაძლებელი იქნება მაგნიტური გამტარიანობის შეფასება.
ზეგამტარებს აქვთ მაგნიტური გამტარიანობა 0 (რადგან მაგნიტური ველი მთლიანად გადაადგილებულია მათი მოცულობიდან), ხოლო ჰაერის აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობა თითქმის უდრის ვაკუუმ mu-ს (წაიკითხეთ მაგნიტური მუდმივი). ჰაერისთვის, mu 1-ზე ოდნავ მეტია.
მაგნიტური გამტარიანობა განსხვავებულია სხვადასხვა მედიისთვის და დამოკიდებულია მის თვისებებზე, ამიტომ ჩვეულებრივად არის საუბარი კონკრეტული საშუალების მაგნიტურ გამტარიანობაზე (იგულისხმება მისი შემადგენლობა, მდგომარეობა, ტემპერატურა და ა.შ.).
ერთგვაროვანი იზოტროპული გარემოს შემთხვევაში, მაგნიტური გამტარიანობა μ:
μ \u003d B / (μ o H),
ანისოტროპულ კრისტალებში მაგნიტური გამტარიანობა არის ტენსორი.
ნივთიერებების უმეტესობა იყოფა სამ კლასად მაგნიტური გამტარიანობის მნიშვნელობის მიხედვით:
- დიამაგნიტები ( μ < 1 ),
- პარამაგნიტები ( μ > 1 )
- ფერომაგნიტები (უფრო გამოხატული მაგნიტური თვისებებით, როგორიცაა რკინა).
ზეგამტარების მაგნიტური გამტარიანობა ნულის ტოლია.
ჰაერის აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობა დაახლოებით უდრის ვაკუუმის მაგნიტურ გამტარიანობას და ტექნიკური გამოთვლებით აღებულია ტოლი 4π 10 -7 ჰ/მ
μ = 1 + χ (SI ერთეულებში);
μ = 1 + 4πχ (CGS ერთეულებში).
ფიზიკური ვაკუუმის მაგნიტური გამტარიანობა μ =1, ვინაიდან χ=0.
მაგნიტური გამტარიანობა გვიჩვენებს, რამდენჯერ მეტია მოცემული მასალის აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობა მაგნიტურ მუდმივზე, ანუ რამდენჯერ აღემატება მაკროდენის მაგნიტურ ველს. ჰგაძლიერებულია საშუალების მიკროდინების ველით. ჰაერისა და ნივთიერებების უმეტესობის მაგნიტური გამტარიანობა, ფერომაგნიტური მასალების გამოკლებით, ახლოსაა ერთიანობასთან.
ტექნიკაში გამოიყენება მაგნიტური გამტარიანობის რამდენიმე ტიპი, რაც დამოკიდებულია მაგნიტური მასალის სპეციფიკურ გამოყენებაზე. ფარდობითი მაგნიტური გამტარიანობა გვიჩვენებს, რამდენჯერ ხდება მოცემულ გარემოში მავთულხლართებს შორის ურთიერთქმედების ძალა დენის ცვლილებასთან შედარებით ვაკუუმთან შედარებით. რიცხობრივად უდრის აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობის თანაფარდობას მაგნიტურ მუდმივთან. აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობა უდრის მაგნიტური გამტარიანობისა და მაგნიტური მუდმივის ნამრავლს.
დიამაგნიტებისთვის χμχ>0 და μ> 1. იმის მიხედვით, ფერომაგნიტების μ იზომება სტატიკურ თუ ალტერნატიულ მაგნიტურ ველში, მას, შესაბამისად, სტატიკური ან დინამიური მაგნიტური გამტარიანობა ეწოდება.
ფერომაგნიტების მაგნიტური გამტარიანობა კომპლექსურად არის დამოკიდებული ჰ . ფერომაგნიტის მაგნიტიზაციის მრუდიდან შეიძლება ავაშენოთ მაგნიტური გამტარიანობის დამოკიდებულება ნ.
მაგნიტური გამტარიანობა, განისაზღვრება ფორმულით:
μ \u003d B / (μ o H),
სტატიკური მაგნიტური გამტარიანობა ეწოდება.
იგი პროპორციულია სკანტის დახრილობის ტანგენტისა, რომელიც ამოღებულია საწყისიდან მაგნიტიზაციის მთავარი მრუდის შესაბამისი წერტილის გავლით. მაგნიტური გამტარიანობის μ n შეზღუდვის მნიშვნელობას მაგნიტური ველისკენ მიდრეკილი ნულისკენ ეწოდება საწყისი მაგნიტური გამტარიანობა. ამ მახასიათებელს დიდი მნიშვნელობა აქვს მრავალი მაგნიტური მასალის ტექნიკურ გამოყენებაში. ექსპერიმენტულად განისაზღვრება სუსტ მაგნიტურ ველებში 0,1 ა/მ სიძლიერით.
ნივთიერებების დიელექტრიკული მუდმივი
ნივთიერება |
ნივთიერება |
||
აირები და წყლის ორთქლი |
სითხეები |
||
| აზოტი | 1,0058 | გლიცერინი | 43 |
| წყალბადი | 1,00026 | თხევადი ჟანგბადი (t = -192.4 o C-ზე) | 1,5 |
| Საჰაერო | 1,00057 | ტრანსფორმატორის ზეთი | 2,2 |
| ვაკუუმი | 1,00000 | ალკოჰოლი | 26 |
| წყლის ორთქლი (t=100 o C-ზე) | 1,006 | ეთერი | 4,3 |
| ჰელიუმი | 1,00007 | მყარი |
|
| ჟანგბადი | 1,00055 | ბრილიანტი | 5,7 |
| Ნახშირორჟანგი | 1,00099 | ცვილის ქაღალდი | 2,2 |
სითხეები |
ხის მშრალი | 2,2-3,7 | |
| თხევადი აზოტი (t = -198.4 o C-ზე) | 1,4 | ყინული (t = -10 o C-ზე) | 70 |
| ბენზინი | 1,9-2,0 | პარაფინი | 1,9-2,2 |
| წყალი | 81 | რეზინი | 3,0-6,0 |
| წყალბადი (t= - 252,9 o C) | 1,2 | მიკა | 5,7-7,2 |
| ჰელიუმის სითხე (t = - 269 o C) | 1,05 | შუშა | 6,0-10,0 |
| ბარიუმის ტიტანატი | 1200 | ||
| ფაიფური | 4,4-6,8 | ||
| ქარვა | 2,8 | ||
Შენიშვნა. ელექტრული მუდმივი ⁇ o (ვაკუუმის გამტარობა) უდრის: ⁇ o = 1\4πs 2 * 10 7 F / m ≈ 8,85 * 10 -12 F / მ
ნივთიერების მაგნიტური გამტარიანობა
Შენიშვნა. მაგნიტური მუდმივი μ o (ვაკუუმური მაგნიტური გამტარიანობა) არის: μ o = 4π * 10 -7 H/m ≈ 1,257 * 10 -6 H/m
ფერომაგნიტების მაგნიტური გამტარიანობა
ცხრილი გვიჩვენებს მაგნიტური გამტარიანობის მნიშვნელობებს ზოგიერთი ფერომაგნიტისთვის (ნივთიერებები μ > 1). ფერომაგნიტების მაგნიტური გამტარიანობა (რკინა, თუჯი, ფოლადი, ნიკელი და ა.შ.) არ არის მუდმივი. ცხრილი აჩვენებს მაქსიმალურ მნიშვნელობებს.
1 პერმალოი-68- 68% ნიკელის და 325 რკინის შენადნობი; ეს შენადნობი გამოიყენება ტრანსფორმატორის ბირთვების დასამზადებლად.
კურიის ტემპერატურა
მასალების ელექტრული წინაღობა
მაღალი წინააღმდეგობის შენადნობები
შენადნობის სახელი |
ელექტრული წინაღობა μOhm m |
შენადნობის შემადგენლობა, % |
|||
მანგანუმი |
სხვა ელემენტები |
||||
| კონსტანტინე | 0,50 | 54 | 45 | 1 | - |
| კოპელი | 0,47 | 56,5 | 43 | 0,05 | - |
| მანგანინი | 0,43 | > 85 | 2-4 | 12 | - |
| ნიკელის ვერცხლი | 0,3 | 65 | 15 | - | 20 Zn |
| ნიკელინი | 0,4 | 68,5 | 30 | 1,5 | - |
| ნიქრომი | 1,1 | - | > 60 | < 4 | 30 < Cr ост. Fe |
| ფეჩრალი | 1,3 | - | - | - | 12-15 Cr 3-4 Al 80< Fe |
გამტარების ელექტრული წინააღმდეგობის ტემპერატურული კოეფიციენტები
დირიჟორი |
დირიჟორი |
||
| ალუმინის | ნიკელი | ||
| ვოლფრამი | ნიქრომი | ||
| რკინა | Ქილა | ||
| ოქრო | პლატინა | ||
| კონსტანტინე | მერკური | ||
| თითბერი | ტყვია | ||
| მაგნიუმი | ვერცხლი | ||
| მანგანინი | Ფოლადი | ||
| სპილენძი | ფეჩრალი | ||
| ნიკელის ვერცხლი | თუთია | ||
| ნიკელინი | თუჯის |
გამტარების ზეგამტარობა
- შენიშვნები.
- ზეგამტარობანაპოვნია 25-ზე მეტ მეტალურ ელემენტში და დიდი რაოდენობით შენადნობებსა და ნაერთებში.
- სუპერგამტარი, რომელსაც აქვს უმაღლესი გადასვლის ტემპერატურა ზეგამტარ მდგომარეობაში -23,2 K (-250,0 o C) - ბოლო დრომდე იყო ნიობიუმის გერმანიდი (Nb 3 Ge). 1986 წლის ბოლოს მიიღეს ზეგამტარი, რომლის გარდამავალი ტემპერატურაა ≈ 30 K (≈ -243 o C). მოხსენებულია ახალი მაღალტემპერატურული ზეგამტარების სინთეზი: კერამიკა (წარმოებულია ბარიუმის, სპილენძის და ლანთანის ოქსიდების შედუღებით) გარდამავალი ტემპერატურით ≈ 90-120 K.
ზოგიერთი ნახევარგამტარის და დიელექტრიკის ელექტრული წინაღობა
| ნივთიერება | შუშის ტემპერატურა, o С | წინააღმდეგობა | |
| ომ მ | Ohm mm2/m | ||
ნახევარგამტარები |
|||
| ანტიმონიდი ინდიუმი | 17 | 5.8 x 10 -5 | 58 |
| ბორ | 27 | 1.7 x 10 4 | 1.7 x 10 10 |
| გერმანიუმი | 27 | 0,47 | 4.7 x 10 5 |
| სილიკონი | 27 | 2.3 x 10 3 | 2.3 x 10 9 |
| ტყვიის (II) სელენიდი (PbSe) | 20 | 9.1 x 10 -6 | 9,1 |
| ტყვიის (II) სულფიდი (PbS) | 20 | 1.7 x 10 -5 | 0,17 |
დიელექტრიკები |
|||
| Გამოხდილი წყალი | 20 | 10 3 -10 4 | 10 9 -10 10 |
| Საჰაერო | 0 | 10 15 -10 18 | 10 21 -10 24 |
| ფუტკრის ცვილი | 20 | 10 13 | 10 19 |
| მშრალი ხე | 20 | 10 9 -10 10 | 10 15 -10 16 |
| კვარცი | 230 | 10 9 | 10 15 |
| ტრანსფორმატორის ზეთი | 20 | 10 11 -10 13 | 10 16 -10 19 |
| პარაფინი | 20 | 10 14 | 10 20 |
| რეზინი | 20 | 10 11 -10 12 | 10 17 -10 18 |
| მიკა | 20 | 10 11 -10 15 | 10 17 -10 21 |
| შუშა | 20 | 10 9 -10 13 | 10 15 -10 19 |
პლასტმასის ელექტრული თვისებები
| პლასტიკური სახელი | დიელექტრიკული მუდმივი | |
| გეტინაქსი | 4,5-8,0 | 10 9 -10 12 |
| კაპრონი | 3,6-5,0 | 10 10 -10 11 |
| ლავსანი | 3,0-3,5 | 10 14 -10 16 |
| ორგანული მინა | 3,5-3,9 | 10 11 -10 13 |
| Styrofoam | 1,0-1,3 | ≈ 10 11 |
| პოლისტირონი | 2,4-2,6 | 10 13 -10 15 |
| PVC | 3,2-4,0 | 10 10 -10 12 |
| პოლიეთილენი | 2,2-2,4 | ≈ 10 15 |
| მინაბოჭკოვანი | 4,0-5,5 | 10 11 -10 12 |
| ტექსტოლიტი | 6,0-8,0 | 10 7 -10 19 |
| ცელულოიდი | 4,1 | 10 9 |
| ებონიტი | 2,7-3,5 | 10 12 -10 14 |
ელექტროლიტების ელექტრული წინაღობა (t=18 o C და 10% ხსნარის კონცენტრაციაზე)
Შენიშვნა. ელექტროლიტების სპეციფიკური წინააღმდეგობა დამოკიდებულია ტემპერატურასა და კონცენტრაციაზე, ე.ი. გახსნილი მჟავას, ტუტე ან მარილის მასის თანაფარდობიდან გამხსნელი წყლის მასასთან. ხსნარების მითითებულ კონცენტრაციაზე ტემპერატურის მატება 1 o C-ით ამცირებს 18 o C-ზე მიღებული ხსნარის წინაღობას 0,012 ნატრიუმის ჰიდროქსიდით, 0,022-ით - სპილენძის სულფატისთვის, 0,021-ით - ნატრიუმის ქლორიდისთვის, 0,013-ით - გოგირდისთვის. მჟავა და 0,003-ით - 100% გოგირდმჟავაზე.
სითხეების სპეციფიკური ელექტრული წინააღმდეგობა
თხევადი |
სპეციფიური ელექტრული წინააღმდეგობა, Ohm m |
თხევადი |
სპეციფიური ელექტრული წინააღმდეგობა, Ohm m |
| აცეტონი | 8.3 x 10 4 | გამდნარი მარილები: | |
| გამოხდილი წყალი | 10 3 - 10 4 | კალიუმის ჰიდროქსიდი (KOH; t = 450 o C-ზე) | 3.6 x 10 -3 |
| ზღვის წყალი | 0,3 | ნატრიუმის ჰიდროქსიდი (NaOH; t = 320 o C-ზე) | 4.8 x 10 -3 |
| მდინარის წყალი | 10-100 | ნატრიუმის ქლორიდი (NaCI; t = 900 o C-ზე) | 2.6 x 10 -3 |
| თხევადი ჰაერი (t = -196 o C-ზე) | 10 16 | სოდა (Na 2 CO 3 x10H 2 O; t = 900 o C-ზე) | 4.5 x 10 -3 |
| გლიცერინი | 1.6 x 10 5 | ალკოჰოლი | 1.5 x 10 5 |
| ნავთი | 10 10 | ||
| გამდნარი ნაფთალინი (t = 82 o C-ზე) | 2.5 x 10 7 | ||
ნივთიერებების მაგნიტური თვისებები
როგორც ნივთიერების ელექტრული თვისებები ხასიათდება გამტარიანობით, ასევე ნივთიერების მაგნიტური თვისებები ხასიათდება მაგნიტური გამტარიანობა.
გამომდინარე იქიდან, რომ ყველა ნივთიერება მაგნიტურ ველში ქმნის საკუთარ მაგნიტურ ველს, მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი ერთგვაროვან გარემოში განსხვავდება ვექტორისგან იმავე წერტილში სივრცეში საშუალო არარსებობის პირობებში, ანუ ვაკუუმში.
კავშირს ჰქვია საშუალების მაგნიტური გამტარიანობა.
ასე რომ, ერთგვაროვან გარემოში, მაგნიტური ინდუქცია უდრის:
მ-ის მნიშვნელობა რკინისთვის ძალიან დიდია. ეს შეიძლება დადასტურდეს გამოცდილებით. თუ რკინის ბირთვი ჩასმულია გრძელ ხვეულში, მაშინ მაგნიტური ინდუქცია, ფორმულის მიხედვით (12.1), გაიზრდება m-ჯერ. შესაბამისად, მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი გაიზრდება იმავე რაოდენობით. როდესაც იხსნება წრე, რომელიც კვებავს მაგნიტიზებელ ხვეულს პირდაპირი დენით, ჩნდება ინდუქციური დენი მეორე, პატარა ხვეულზე მთავარზე, რომელიც აღირიცხება გალვანომეტრით (ნახ. 12.1).
თუ ხვეულში ჩასმულია რკინის ბირთვი, მაშინ წრედის გახსნისას გალვანომეტრის ნემსის გადახრა იქნება m-ჯერ მეტი. გაზომვები აჩვენებს, რომ მაგნიტური ნაკადი, როდესაც რკინის ბირთვი შედის ხვეულში, შეიძლება გაიზარდოს ათასობითჯერ. ამიტომ, რკინის მაგნიტური გამტარიანობა უზარმაზარია.
არსებობს ნივთიერებების სამი ძირითადი კლასი მკვეთრად განსხვავებული მაგნიტური თვისებებით: ფერომაგნიტები, პარამაგნიტები და დიამაგნიტები.
ფერომაგნიტები
ნივთიერებებს, რომლებშიც, როგორც რკინას, m >> 1, ეწოდება ფერომაგნიტები. რკინის გარდა, ფერომაგნიტებია კობალტი და ნიკელი, ისევე როგორც იშვიათი დედამიწის ელემენტები და მრავალი შენადნობი. ფერომაგნიტების ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა ნარჩენი მაგნეტიზმის არსებობა. ფერომაგნიტური ნივთიერება შეიძლება იყოს მაგნიტიზებულ მდგომარეობაში გარე მაგნიტური ველის გარეშე.
ცნობილია, რომ რკინის ობიექტი (მაგალითად, ღერო) იწევს მაგნიტურ ველში, ანუ ის მოძრაობს იმ მხარეში, სადაც მაგნიტური ინდუქცია უფრო დიდია. შესაბამისად, მას იზიდავს მაგნიტი ან ელექტრომაგნიტი. ეს იმიტომ ხდება, რომ რკინაში ელემენტარული დენები ორიენტირებულია ისე, რომ მათი ველის მაგნიტური ინდუქციის მიმართულება ემთხვევა მაგნიტირების ველის ინდუქციის მიმართულებას. შედეგად, რკინის ღერო იქცევა მაგნიტად, რომლის უახლოესი პოლუსი ელექტრომაგნიტის პოლუსის საპირისპიროა. იზიდავს მაგნიტების საპირისპირო პოლუსები (სურ. 12.2).
ბრინჯი. 12.2 
გაჩერდი! თავად გადაწყვიტეთ: A1-A3, B1, B3.
პარამაგნიტები
არის ნივთიერებები, რომლებიც რკინასავით იქცევიან, ანუ მაგნიტურ ველში იწევენ. ამ ნივთიერებებს ე.წ პარამაგნიტური. მათ შორისაა ზოგიერთი ლითონი (ალუმინი, ნატრიუმი, კალიუმი, მანგანუმი, პლატინა და ა.შ.), ჟანგბადი და მრავალი სხვა ელემენტი, აგრეთვე სხვადასხვა ელექტროლიტური ხსნარები.
ვინაიდან პარამაგნიტები ველშია ჩასმული, მათ მიერ შექმნილი საკუთარი მაგნიტური ველის ინდუქციის ხაზები და მაგნიტიზებული ველი მიმართულია იმავე მიმართულებით, ამიტომ ველი გაძლიერებულია. ამრიგად, მათ აქვთ m > 1. მაგრამ m განსხვავდება ერთიანობისგან ძალიან მცირედ, მხოლოდ 10 -5 ... 10 -6 რიგის მნიშვნელობით. ამიტომ, პარამაგნიტურ ფენომენებზე დასაკვირვებლად საჭიროა ძლიერი მაგნიტური ველები.
დიამაგნიტები
ნივთიერებების განსაკუთრებული კლასია დიამაგნიტებიფარადეის მიერ აღმოჩენილი. ისინი გამოდევნილი არიან მაგნიტური ველიდან. თუ ძლიერი ელექტრომაგნიტის ბოძთან ახლოს დიამაგნიტური ღერო ჩამოკიდებით, ის მისგან მოგერიდებათ. შესაბამისად, მის მიერ შექმნილი ველის ინდუქციის ხაზები მიმართულია მაგნიტიზებული ველის ინდუქციის ხაზების საპირისპიროდ, ანუ ველი სუსტდება (სურ. 12.3). შესაბამისად, დიამაგნიტებისთვის მ< 1, причем отличается от единицы на величину порядка 10 –6 . Магнитные свойства у диамагнетиков выражены слабее, чем у парамагнетиков.
ბრინჯი. 12.3
 ბრინჯი. 12.4 |
დიამაგნიტები მოიცავს ბისმუტს, სპილენძს, გოგირდს, ვერცხლისწყალს, ქლორს, ინერტულ გაზებს და პრაქტიკულად ყველა ორგანულ ნაერთს. Diamagnetic არის ალი, როგორიცაა სანთლის ალი (ძირითადად ნახშირორჟანგის გამო). ამიტომ, ალი გამოიდევნება მაგნიტური ველიდან (ნახ. 12.4). .
კოჭის მაგნიტური ველი განისაზღვრება ამ ველის დენითა და ინტენსივობით და ველის ინდუქციით. იმათ. ველის ინდუქცია ვაკუუმში პროპორციულია დენის სიდიდისა. თუ მაგნიტური ველი იქმნება გარკვეულ გარემოში ან ნივთიერებაში, მაშინ ველი მოქმედებს ნივთიერებაზე და ის, თავის მხრივ, გარკვეულწილად ცვლის მაგნიტურ ველს.
გარე მაგნიტურ ველში არსებული ნივთიერება მაგნიტიზდება და მასში წარმოიქმნება დამატებითი შიდა მაგნიტური ველი. იგი დაკავშირებულია ელექტრონების მოძრაობასთან ინტრაატომური ორბიტების გასწვრივ, ასევე საკუთარი ღერძის გარშემო. ელექტრონებისა და ატომების ბირთვების მოძრაობა შეიძლება ჩაითვალოს ელემენტარულ წრიულ დინებად.
ელემენტარული წრიული დენის მაგნიტური თვისებები ხასიათდება მაგნიტური მომენტით.
გარე მაგნიტური ველის არარსებობის შემთხვევაში, ნივთიერების შიგნით ელემენტარული დენები ორიენტირებულია შემთხვევით (ქაოტურად) და, შესაბამისად, მთლიანი ან მთლიანი მაგნიტური მომენტი ნულის ტოლია და ელემენტარული შიდა დენების მაგნიტური ველი არ არის გამოვლენილი მიმდებარე სივრცეში.
გარე მაგნიტური ველის გავლენა მატერიის ელემენტარულ დენებზე არის ის, რომ დამუხტული ნაწილაკების ბრუნვის ღერძების ორიენტაცია იცვლება ისე, რომ მათი მაგნიტური მომენტები აღმოჩნდება მიმართული ერთი მიმართულებით. (გარე მაგნიტური ველის მიმართ). მაგნიტიზაციის ინტენსივობა და ბუნება ერთსა და იმავე გარე მაგნიტურ ველში სხვადასხვა ნივთიერებებში მნიშვნელოვნად განსხვავდება. სიდიდეს, რომელიც ახასიათებს გარემოს თვისებებს და გარემოს გავლენას მაგნიტურ ველის სიმკვრივეზე, ეწოდება აბსოლუტური. მაგნიტური გამტარიანობაან გარემოს მაგნიტური გამტარიანობა (μ თან ) . ეს არის კავშირი =. გაზომილი [ μ თან ]=სთ/მ.
ვაკუუმის აბსოლუტურ მაგნიტურ გამტარიანობას მაგნიტური მუდმივი ეწოდება μ შესახებ \u003d 4π 10 -7 გნ / მ.
აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობის თანაფარდობა მაგნიტურ მუდმივთან ეწოდება ფარდობითი მაგნიტური გამტარიანობაμ c /μ 0 \u003d μ. იმათ. ფარდობითი მაგნიტური გამტარიანობა არის მნიშვნელობა, რომელიც გვიჩვენებს, რამდენჯერ მეტია ან ნაკლები გარემოს აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობა ვაკუუმის აბსოლუტურ გამტარიანობაზე. μ არის განზომილებიანი სიდიდე, რომელიც მერყეობს ფართო დიაპაზონში. ეს მნიშვნელობა ყველა მასალისა და მედიის სამ ჯგუფად დაყოფის საფუძველია.
დიამაგნიტები . ამ ნივთიერებებს აქვთ 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.
პარამაგნიტები . ამ ნივთიერებებს აქვს μ > 1. მათ შორისაა ალუმინი, მაგნიუმი, კალა, პლატინი, მანგანუმი, ჟანგბადი, ჰაერი და ა.შ. ჰაერს აქვს = 1.0000031. . ეს ნივთიერებები, ისევე როგორც დიამაგნიტები, სუსტად ურთიერთქმედებენ მაგნიტთან.
ტექნიკური გამოთვლებისთვის დიამაგნიტური და პარამაგნიტური სხეულების μ მიჩნეულია ერთის ტოლი.
ფერომაგნიტები . ეს არის ნივთიერებების სპეციალური ჯგუფი, რომლებიც უზარმაზარ როლს თამაშობენ ელექტრო ინჟინერიაში. ამ ნივთიერებებს აქვს μ >> 1. მათ შორისაა რკინა, ფოლადი, თუჯის, ნიკელი, კობალტი, გადოლინიუმი და ლითონის შენადნობები. ეს ნივთიერებები ძლიერად იზიდავს მაგნიტს. ამ ნივთიერებებს აქვთ μ = 600-10000. ზოგიერთი შენადნობისთვის μ აღწევს რეკორდულ მნიშვნელობებს 100000-მდე. უნდა აღინიშნოს, რომ ფერომაგნიტური მასალებისთვის μ არ არის მუდმივი და დამოკიდებულია მაგნიტური ველის სიძლიერეზე, მასალის ტიპზე და ტემპერატურაზე.
ფერომაგნიტებში μ-ის დიდი მნიშვნელობა აიხსნება იმით, რომ მათ აქვთ სპონტანური მაგნიტიზაციის რეგიონები (დომენები), რომლებშიც ელემენტარული მაგნიტური მომენტები მიმართულია იმავე გზით. ერთად შეკრებისას ისინი ქმნიან დომენების საერთო მაგნიტურ მომენტებს.
მაგნიტური ველის არარსებობის შემთხვევაში დომენების მაგნიტური მომენტები შემთხვევით არის ორიენტირებული და სხეულის ან ნივთიერების მთლიანი მაგნიტური მომენტი ნულის ტოლია. გარე ველის მოქმედებით, დომენების მაგნიტური მომენტები ორიენტირებულია ერთი მიმართულებით და ქმნიან სხეულის მთლიან მაგნიტურ მომენტს, რომელიც მიმართულია იმავე მიმართულებით, როგორც გარე მაგნიტური ველი.
ეს მნიშვნელოვანი მახასიათებელი გამოიყენება პრაქტიკაში, ხვეულებში ფერომაგნიტური ბირთვების გამოყენებით, რაც შესაძლებელს ხდის მკვეთრად გაზარდოს მაგნიტური ინდუქცია და მაგნიტური ნაკადი დენების იგივე მნიშვნელობებზე და ბრუნთა რაოდენობაზე, ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, კონცენტრირება მოახდინოს. მაგნიტური ველი შედარებით მცირე მოცულობით.
