лабораторные Родин / 2.11 ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ / лаба30.04

Белорусский Государственный Университет

Информатики и Радиоэлектроники

Физика

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.11

ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ

Выполнили Рушева М.В.

Селявко И.А.

Некрашевич И.А.

Сенькевич М.Ю. Группа 972304

Минск,2020

2) Внешнее магнитное поле действует на ориентацию частиц вещества, имеющих магнитные моменты (и микротоков), в результате чего вещество намагничивается. Характеристикой этого процесса является вектор намагниченности J, равный отношению суммарного магнитного момента частиц магнетика к объему магнетика AV:

Если магнетик поместить во внешнее магнитное полеВ₀, то в результате намагничивания возникнет внутреннее поле микротоков В,, так что результирующее поле будет равным

 В отсутствие внешнего магнитного поля магнитные моменты атомов вещества ориентированы обычно беспорядочно, так что создаваемые ими магнитные поля компенсируют друг друга. При наложении внешнего магнитного поля атомы стремятся сориентироваться своими магнитными моментами по направлению внешнего магнитного поля, и тогда компенсация магнитных моментов нарушается, тело приобретает магнитные свойства – намагничивается.

4) 1. ферромагнитные свойства вещества проявляются только тогда, когда соответствующее вещество находится в кристаллическом состоянии;

2. магнитные свойства ферромагнетиков сильно зависят от температуры, так как ориентации магнитных полей доменов препятствует тепловое движение. Для каждого ферромагнетика существует определенная температура, при котором доменная структура полностью разрушается, и ферромагнетик превращается в парамагнетик. Это значение температуры называется точкой Кюри. Так для чистого железа значение температуры Кюри приблизительно равно 900 °C;

3. ферромагнетики намагничиваются до насыщения в слабых магнитных полях.

4. магнитная проницаемость ферромагнетика зависит от внешнего магнитного поля. Это объясняется тем, что вначале с увеличением B₀ магнитная индукция B растет сильнее, а, следовательно, μ будет увеличиваться. Затем при значении магнитной индукции B₀ наступает насыщение (μ в этот момент максимальна) и при дальнейшем увеличении B₀ магнитная индукция B₁ в веществе перестает изменяться, а магнитная проницаемость уменьшается.

5. у ферромагнетиков наблюдается остаточная намагниченность. Если, например, ферромагнитный стержень поместить в соленоид, по которому проходит ток, и намагнитить до насыщения, а затем уменьшать ток в соленоиде, а вместе с ним и B₀, то можно заметить, что индукция поля в стержне в процессе его размагничивания остается все время большей, чем в процессе намагничивания.

7)

Это петля гистерезиса.

Непостоянство магнитной проницаемости приводит к сложной нелинейной зависимости индукции магнитного поля от напряжённости внешнего магнитного поля. Характерной особенностью процесса намагничивания ферромагнетиков является так называемый гистерезис, то есть зависимость намагничивания от предыстории образца. Кривая намагничивания B(H) ферромагнитного образца представляет собой петлю сложной формы, которая называется петлей гистерезиса ферромагнетика.

Из рисунка видно, что при H H s наступает магнитное насыщение – намагниченность образца достигает максимального значения. Если затем уменьшать напряжённость внешнего поля и довести её вновь до нулевого значения, то ферромагнетик сохранит остаточную намагниченность – поле внутри образца будет равно Br . Остаточная намагниченность позволяет создавать постоянные магниты. Если изменить направление напряженности внешнего поля и довести H до значения Hc , которое принято называть коэрцитивной силой1 , индукция магнитного поля станет равна нулю, но при выключении внешнего магнитного поля (Н = 0) намагниченность останется. Для того чтобы полностью размагнитить образец, необходимо многократно совершить обход вдоль петли гистерезиса, как это указано стрелками на рисунке и постепенно уменьшать амплитуду напряжённости намагничивающего поля до нуля. В связи с неоднозначностью зависимости B(H) понятия магнитной проницаемости и магнитной восприимчивости ферромагнетиков применяются лишь к основной кривой намагничивания, соответствующей намагничиванию ферромагнетика, не подвергавшегося ранее намагничиванию.