Магнітна сприйнятливість і проникність

2. Магнітна сприйнятливість і проникність

Якщо магнетики намагнічуються у ту ж сторону, що і , то вони називаються парамагнетиками.

Кількісною мірою намагнічування є вектор намагніченості, який можна подати через одиницю об’єму речовини:

, (2.1)

де n – концентрація атомів або їх число в одиниці об’єму магнетика;  - індукований магнітний момент атома, друга складова у рівнянні (1.10).

З урахуванням викладеного одержуємо

,

або

. (2.2)

Величину  називають магнітною сприйнятли-вістю.

Якщо магнітна сприйнятливість <0, то такі магнетики називають діамагнетиками.

За розрахунками Кюрі-Венса для парамагнетиків

.

У цьому випадку магнітна сприйнятливість обернено пропорційна до абсолютної температури.

З інших міркувань встановлено, що

, (2.3)

де  - відносна магнітна проникність середовища;  - магнітна сприйнятливість.

Із співвідношення (14.2.3) одержуємо:

 > 1- парамагнетики;  < 1 - діамагнетики.

Прикладом діамагнітних речовин є металевий вісмут. При внесенні шматочка вісмуту, підвішеного до нитки у зовнішнє магнітне поле, останнє цей шматочок виштовхує з магнітного поля.

Парамагнітна мідь або латунь слабо втягуються у зовнішнє магнітне поле.

3. Циркуляція намагнічування. Вектор напруженості магнітного поля

Нехай у деякому середовищі діє зовнішнє магнітне поле, напрям якого показаний на рис. 4

Рис.4

Замкнутий контур, показаний на рис.14.4, охоплює певну кількість атомних струмів і_k, а також струм провідності І.

Знайдемо циркуляцію вектора  вздовж замкнутого контуру

, (3.1)

де І – струм провідності;  - алгебраїчна сума всіх атомних струмів, нанизаних на цей контур.

Виділимо об’єм Sdl, у якому міститься idN елементарних атомних струмів. У виділеному об’ємі

, (3.2)

де j – вектор намагніченості магнетика.

З урахуванням (14.3.2) алгебраїчну суму всіх атомних струмів можна записати так:

 . (3.3)

Закон повного струму (14.3.1) з урахуванням останніх зауважень буде мати вигляд:

; (3.4)

або

 , (3.5)

де =Н – напруженість магнітного поля.

З урахуванням цього позначення закон повного струму набуде вигляду:

(3.6)

Оскільки вектор намагнічування магнетика визначається через магнітну сприйнятливість і напруженість магнітного поля співвідно-шенням (14.2.2)

,

то індукція магнітного поля буде дорівнювати

,

або

. (3.7)

Введемо позначення , тоді

,

Де  відносна магнітна проникність середовища; ₀ – магнітна проникність вакууму.

Оскільки , а , то

 . (14.3.8)

Графічно цю залежність виражають так:

Рис.5

Всі магнетики діляться на три групи, для яких:

 - діамагнетики;

 - парамагнетики;

>>0; >> 1 – феромагнетики.