Inne
Artykuł
Andrzej Urbankowski, Niedziela, 14 października 2007, 11:36

Pole magnetyczne w ośrodku materialnym

Materiały, które mają wpływ na pole magnetyczne nazywamy magnetykami. Fizyczną przyczyną tego wpływu są elementarne pola magnetyczne, wytworzone na skutek ruchu elektronów po torach eliptycznych w atomach i molekułach magnetyka. Przy braku zewnętrznego pola magnetycznego, płaszczyzny tych zamkniętych mikro prądów są ułożone chaotycznie i na skutek tego średnie pole magnetyczne jest równe zeru. Zewnętrzne pole magnetyczne H wpływa na zmianę płaszczyzny zamkniętych mikro prądów i na skutek tego średnia wartość Hśr mikro pól magnetycznych staje się różna od zera i dodaje się do zewnętrznego pola magnetycznego. Wobec tego całkowite pole magnetyczne w magnetyku ma natężenie:

Hcałk = H + Hśr

Magnetyki dzielimy na trzy grupy: diamagnetyki, paramagnetyki i ferromagnetyki.

  • W diamagnetykach wektor Hśr jest skierowany przeciwnie w stosunku do pola zewnętrznego H, co powoduje osłabienie pola.
  • W paramagnetykach wektory H i Hśr mają zgodne kierunki, co powoduje wzmocnienie pola.
  • W ferromagnetykach (żelazo, kobalt, nikiel oraz ich stopy, a także niektóre stopy miedzi, manganu i aluminium) występuje najsilniejsze zjawisko wzmocnienia pola magnetycznego.

Dla wszystkich materiałów (za wyjątkiem ferromagnetyków) średnie natężenie Hśr mikro pól magnetycznych jest proporcjonalne do natężenia H zewnętrznego pola magnetycznego:

gdzie χ - podatność magnetyczna magnetyka

Stąd łatwo wynika, że

a wielkość

nazywa się względną przenikalnością magnetyczną materiału. Określa ona ile razy pole magnetyczne jest większe w magnetyku niż w próżni.

Tak więc w diamagnetykach μr < 1 ( χ<0), w paramagnetykach μr > 1 (χ >0), w ferromagnetykach μr >> 1.

W układzie jednostek SI w celu scharakteryzowania pola magnetycznego nie posługujemy się wektorem Hcałk, lecz wektorem μ0 razy większym:

B = μ0*Hcałk = μ0r*H lub B = μ*H

Wektor B nazywa się indukcją magnetyczną. Wszystkie rodzaje oddziaływania pola magnetycznego, a w szczególności siły wzajemnego oddziaływania pomiędzy polami magnetycznymi (lub polami i prądami) opisuje się za pomocą indukcji B, a nie natężenia pola H. Wielkość μ = μ0r nazywa się przenikalnością magnetyczną bezwzględną. Stanowi ona, równorzędnie z konduktywnością σ i bezwzględną przenikalnością elektryczną ε , jeden z ważniejszych parametrów danego materiału. W próżni μr = 1 i dlatego μ = μ0. Wartość μ0 odpowiada przenikalności magnetycznej próżni. W układzie jednostek SI wynosi ona:

Ocena artykułu:
Ocen: 2
Zaloguj się, by móc oceniać
Artykuły spokrewnione
Facebook
Ostatnio komentowane