imagesabsoljutnaja-magnitnaja-pronitsaemost-thumb.jpg

Магнитная проницаемость

Связь между магнитным полем (H) и магнитной индукцией (B) в веществе характеризуется физической величиной, называемой магнитной проницаемостью. Электрическая и магнитная постоянные взаимосвязаны. Численно равна отношению абсолютной магнитной проницаемости к магнитной постоянной.

Магнитная проницаемость сильно зависит от величины поля для нелинейных сред (типичный пример — ферромагнетики, для которых характерен гистерезис). Для таких сред магнитная проницаемость как независящее от поля число может указываться приближенно, в рамках линеаризации. У ферромагнетиков вследствие гистерезиса, понятие магнитной проницаемости, строго говоря, неприменимо.

В технике используется несколько видов магнитной проницаемости в зависимости от конкретных применений магнитного материала. Относительная магнитная проницаемость показывает, во сколько раз в данной среде сила взаимодействия между проводами с током изменяется по сравнению с вакуумом. Эта характеристика имеет важнейшее значение при техническом использовании многих магнитных материалов. Если в описанных выше опытах вместо сердечника из железа брать сердечники из других материалов, то также можно обнаружить изменение магнитного потока.

Действительно, при введении в катушку сердечника из этих материалов увеличение магнитного потока оказывается довольно значительным. Однако и все остальные «немагнитные» материалы также оказывают некоторое влияние на магнитный поток, хотя влияние это значительно меньше, чем у материалов ферромагнитных. При этом, однако, нужно иметь в виду, что в опыте, описанном выше, мы сравнивали магнитный поток в катушке, полость которой заполнена железом, с потоком в катушке, внутри которой имеется воздух.

Таким образом, разные вещества по-разному влияют на магнитное поле электромагнитов – одни усиливают его, другие – ослабляют. 1. ферромагнетики, у которых >>1. К ним относятся сталь, её сплавы с кобальтом и никелем, а также специальные вещества. Например, у сплава пермаллоя = 10 000. Это означает, что поле катушки с таким сердечником в 10 000 раз сильнее поля катушки, не имеющей такой сердечник. Абсолютная магнитная проницаемость вакуума (воздуха) – это одна из физических постоянных (констант).

Это не характеристика заряда и не сила, действующая от этого заряда на другие, оказавшиеся на этой поверхности. Как характеристика среды распространения волн, физический смысл этой постоянной соответствует представлению, что электрическое поле есть «чувство» массы в среде ДУХ — сила действия. Магнитное поле — это однонаправленное движение вихрей в среде ДУХ. Электричество и магнетизм — это проявления взаимосвязи ДУХ+материя.

Величину, характеризующую способность материала намагничиваться, называют относительной магнитной проницаемостью ц (безразмерная величина). Она представляет собой отношение магнитного поля, создаваемого током в намагниченной среде, к магнитному полю, создаваемому тем же током в вакууме.

1. Символика электрических и магнитных характеристик веществ.

Магнитными методами можно контролировать только ферромагнитные материалы. Магнитные материалы, которые намагничиваются до насыщения [i перемагни-чиваются в относительно слабых магнитных иоля.ч напряженностью //- 10h-10 А/м, относятся к магннтомяг-ким. Парамагнитные материалы отличаются тем, что, хотя их ато.мы и имеют магнитные. При воздействии на вещество внешним магнитным полем оно становится намагниченным. По гипотезе Ампера, в каждом веществе постоянно циркулируют микроскопические электротоки, вызванные движением электронов по своим орбитам и наличием у них собственного магнитного момента.

Наконец, к третьей группе принадлежит целый ряд веществ (в основном это металлы и сплавы), чья магнитная проницаемость значительно (на несколько порядков) превышает единицу. Эти вещества – ферромагнетики. В основном сюда относятся никель, железо, кобальт и их сплавы.

§ 145. Магнитная проницаемость различных веществ. Вещества парамагнитные и диамагнитные.

Это сложная нелинейная функция магнитной индукции, рост намагниченности описывается линией, именуемой кривой намагниченности. При этом, достигнув определенной точки, намагниченность практически перестает расти (наступает магнитное насыщение).

При этом существует зависимость магнитных характеристик ферромагнетика не только от его состояния в настоящий момент, но и от его предшествующей намагниченности. Электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна частоте вращения вращающегося магнитного поля, создаваемого током обмотки возбуждения. Определим в этом случае магнитный поток в магнитопроводе с распределенной обмоткой.

Предельная петля гистерезиса определяет значение остаточной магнитной индукции и коэрцетивной силы Нс. Кривая, соединяющая вершины петель гистерезиса, называется основной кривой намагничивания.

Абсолютная и относительная магнитная проницаемость

Формула, выражающая закон полного тока магнитной цепи, была получена для кольцевого магнитопровода постоянного поперечного сечения и с равномерно распределенной обмоткой. 2. Намечается путь прохождения средней магнитной линии (на рис. 4.7 показано пунктиром).

4. Значения Н1 и Н2 определяют по известным величинам магнитной индукции В с помощью кривых намагничивания, соответствующих ферромагнитных материалов. Непосредственное использование формулы для определния магнитного потока Ф оказывается невозможным, поскольку магнитное сопротивление цепи переменное и само зависит от величины магнитного потока.

Относительную магнитную проницаемость можно найти из справочника. Относительная магнитная проницаемость парамагнетиков всегда больше единицы. С помощью очень тщательных измерений можно это изменение обнаружить и определить магнитную проницаемость различных материалов. В расчетах магнитных цепей различают прямую и обратную задачи. В данном случае, с помощью понятия «относительная магнитная проницаемость вещества» сравниваются т. н. абсолютные магнитные проницаемости данного вещества и вакуума.

Смотри также