РИА Новости — события в Москве, России и мире сегодня: темы дня, фото, видео, инфографика, радио
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Политика
В мире
Экономика
Общество
Происшествия
Армия
Наука
Спорт
Культура
Религия
Туризм
Прилепин рассказал, что сам был за рулем взорвавшейся машины
Вчера, 20:23
Популярное
Россия наносит Финляндии и Германии ответный удар. И бьет на опережение
Сергей Савчук
Добрые и пушистые: Штаты обнаружили новую китайскую угрозу
Дмитрий Косырев
Покушение на Прилепина: охота на российских лидеров мнений продолжается
Ирина Алкснис
Специальный репортаж
Фото
Видео
Инфографика
Тесты
Опросы
Подкасты
Эрдоган достал наган. Турция приготовилась к последней схватке
Вчера, 08:00
Хорошие новости
Российское новейшее оружие сорвало планы Киева по контрнаступлению, считают в Британии
Религия
«Пора сбросить маски». В Британии решились на радикальный шаг
Вчера, 08:00
Рекомендуемое
Культура
Юлия Рутберг: «Артисты приносят кусок мирной жизни на фронт»
Вчера, 08:00
Опрос
Стоит ли, по-вашему, продлить майские праздники за счет новогодних?
Да, хочется подольше отдохнуть в мае
0%
Нет, пусть все останется как прежде
0%
Лучше сократить число праздничных дней
0%
Нужны длинные каникулы и в январе, и в мае
0%
Умер русский Пьер Карден. В Москве простились с Валентином Юдашкиным11
6 мая, 17:30
Откуда не ждали. Решение Казахстана удивило россиянРелигия
«Им кланяются даже президенты». Кто такие непальские Кумари
Наука
«Беспрецедентная катастрофа»: когда рванет заложенная под США «бомба»
Туризм
Шашлык для зожников. Как сделать полезное мясо и овощи в мангале и на гриле
Культура
«Не спецэффекты, а люди»: как кино России возвращается к стандартам СССР
Борьба с терроризмом, как на Западе? Получите и распишитесь
Елена Караева
Мечты бывают опасны. Европа впала в детство
Петр Акопов
Принцип «против кого дружить будем» сломался. Замена найдена
Дмитрий Косырев
Футбол
Вторая звезда на эмблеме. Как «Зенит» пришел к десятому чемпионству
Вчера, 21:23
Баскетбол
«Майами» вышел вперед в серии второго раунда плей-офф НБА с «Нью-Йорком»
Футбол
Футбольные фанаты упали с трибуны во время финала Кубка Испании
Хоккей
Жерар Галлан покинул пост главного тренера «Нью-Йорк Рейнджерс»
Формула-1
Пилот «Ред Булл» Перес выиграл квалификацию Гран-при Майами
Вход на сайт
Почта
Пароль
Восстановить пароль
Зарегистрироваться
Срок действия ссылки истек
Назад
Регистрация на сайте
Почта
Пароль
Я принимаю условия соглашения и даю своё согласие на обработку персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности Федерального Государственного Унитарного Предприятия «Международное информационное агентство «Россия сегодня», расположенного по адресу: Россия, 119021, г. Москва, Зубовский бульвар, д. 4.Войти с логином и паролем
Ваши данные
Восстановление пароля
Почта
Назад
Восстановление пароля
Ссылка для восстановления пароля отправлена на адрес
Восстановление пароля
Новый пароль
Подтвердите пароль
Написать автору
Тема
Сообщение
Почта
ФИО
Нажимая на кнопку «Отправить», Вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности
Задать вопрос
Ваше имя
Ваш город
Ваш E-mail
Ваше сообщение
Сообщение отправлено!
Спасибо!
Произошла ошибка!
Попробуйте еще раз!
Обратная связь
Чем помочь?
Если ни один из вариантов не подходит,
нажмите здесь для связи с нами
Обратная связь
Чтобы воспользоваться формой обратной связи,
Разблокировать аккаунт
Вы были заблокированы за нарушение
правил комментирования материалов
Срок блокировки — от 12 до 48 часов, либо навсегда.
Если Вы не согласны c блокировкой, заполните форму.
Назад
Разблокировать аккаунт
Имя в чате
Дата сообщения
Время отправки сообщения
Блокировался ваш аккаунт ранее?
ДаНет
Сколько раз?
Удалили мое сообщение
Ваше сообщение было удалено за нарушение
правил комментирования материалов
Если Вы не согласны c блокировкой, заполните форму.
Назад
Удалили мое сообщение
Чтобы связаться с нами, заполните форму ниже:
Ваше сообщение
Перетащите, или выберите скриншот
Связаться с нами
Если вы хотите пожаловаться на ошибку в материале, заполните форму ниже:
Ссылка на материал
Опишите проблему
Перетащите,
или выберите скриншот
Связаться с нами
Чтобы связаться с нами, заполните форму ниже:
Ваше сообщение
Перетащите,
или выберите скриншот
Приглашение
Прими участие в опросе и расскажи о себе.
Заполнение анкеты не более 1 минуты.
Форма обратной связи
Муж.Жен.
Возраст
18-2425-3031-3940-4950+Укажите контакт по которому лучше связаться с вами и пригласить на интервью.
ПочтаТелефон
Почта
Телефон
Даю согласие на обработку персональных данных согласно политике конфиденциальностиНазад
Заявка
отправлена!
Спасибо!
Показать
Газпром |
Сбербанк |
ЛУКОЙЛ |
Магнит |
НОВАТЭК |
ГМК НорНикель |
Сургутнефтегаз |
Роснефть |
ВТБ |
Транснефть |
Татнефть |
АЛРОСА |
МТС |
Московская биржа |
Северсталь |
ДИОД |
Костромская СК |
Мечел |
Туймазинский завод автобетоновозов |
Липецкая ЭСК |
Petropavlovsk PLC |
Челябинский электрометаллургический комбинат |
Красный Котельщик |
Мосэнерго |
Русснефть |
ТМК |
Челябинский кузнечно-прессовый завод |
ИНГРАД ПАО ао |
Челябинский трубопрокатный завод |
КАМАЗ |
МРСК Юга |
Росгосстрах |
ТНС энерго |
О2ТВ |
ИСУ-ПН УК Рацио-капитал |
Группа Позитив ао |
Бурятзолото |
Кузбасская ТК |
МРСК Сибири |
QIWI plc |
ТГК-2 |
АМО ЗИЛ |
Raven Property Group Limited |
VEON Ltd. ORD SHS |
Банк Авангард |
Институт Стволовых Клеток Человека |
МРСК Центра |
ЧЗПСН-Профнастил |
Тамбовская ЭСК |
Якутскэнерго |
En+ Group |
ГДР Softline Holding ORD SHS |
Русская Аквакультура |
ИНТЕР РАО ЕЭС |
МосОблБанк |
Полюс Золото |
Ставропольэнергосбыт |
Банк Возрождение |
ЕвропЭлектротехника ПАО ао |
ГДР Hydraulic M&S Gr ORD SHS |
Химпром |
Соликамский магниевый завод |
Фосагро |
Сибирский гостинец |
ВСМПО-АВИСМА |
Сахэнер ао |
ИСУ ГК-3 УК ГеоКапитал |
РОС АГРО ПЛС |
ММК |
ОГК-2 |
Саратовэнерго |
Варьеганнефтегаз |
Банк Приморье |
Светофор Групп ао |
Абрау-Дюрсо |
ГАЗ |
Ленэнерго |
Нижегородская сбыт. комп |
Русполимет |
Авиакомпания ЮТэйр |
НПО «Наука» |
АДР Ozon Holdings PLC ORD SHS |
ЭЛ5-Энерго (бывш. Энел Россия) |
Нижнекамскшина |
РУСАЛ |
Юнипро |
Левенгук |
ГДР Globaltrans Invest ORD SHS |
ДЭК |
Банк Кузнецкий |
М.видео |
Россети |
Южный Кузбасс |
Курганская генерирующая компания |
ГДР Mail.ru Gr Limited ORD SHS |
Дагэнергосбыт |
Красноярскэнергосбыт |
Мостотрест |
Росбанк |
Таттелеком |
Коршуновский ГОК |
ПИФ Твер.усадьба УК ГФТ ПИФ |
Саратовский НПЗ |
Мордовская энергосбытовая компания |
Роллман |
ТрансКонтейнер |
Башинформсвязь |
МКПАО ЭН+ ГРУП ао |
Московский Кредитный банк |
Калужская СК |
МРСК Волги |
РБК |
ТГК-14 |
GTL |
ГДР TCS Group Holding ORD SHS |
ГДР VK Company Limited ORD SHS |
Белон |
КуйбышевАзот |
МРСК Центра и Приволжья |
Промсвязьбанк |
ТГК-1 |
ТНС энерго Ярославль |
ГДР X5 RetailGroup N. V.ORD SHS |
СПБ Биржа ао |
Астраханская ЭСК |
Иркут |
Мотовилихинские заводы |
Полиметалл Интернэшнл плс |
Тантал |
ЯТЭК |
ПАО ГТМ ао |
Ренессанс Страхование ао |
Аптечная сеть 36,6 |
Ижсталь |
ТНС энерго Марий Эл |
Плазмек |
Белуга Групп ПАО ао |
Сегежа ао |
АЛРОСА-Нюрба |
Галс-Девелопмент |
Открытые инвестиции |
Селигдар |
ТНС Энерго Воронеж |
Детский мир |
ПАО ОР ао |
Аэрофлот |
Группа Черкизово |
Магаданэнерго |
Самараэнерго |
Волгоградэнергосбыт |
Павловский автобусный завод |
ЗПИФ Торговые ряды Лобня |
ДВМП |
Лензолото |
НМТП |
ИК РУСС-ИНВЕСТ |
Уралсиб |
Мультисистема |
ГДР MD Medical Group Inv. PLC |
Электроцинк |
Фармсинтез |
Нижнекамскнефтехим |
Ростелеком |
Южно-Уральский никелевый комбинат |
Инвест-Девелопмент |
Совкомфлот ао |
ДИКСИ ГРУПП |
Кубаньэнерго |
РОСИНТЕР |
Объединенные Кредитные Системы |
Энергосбыт Ростовэнерго |
ОПИФ Фридом-Смеш.инвестиции |
Центральный телеграф |
Красный Октябрь МКФ |
МОЭСК |
Русолово |
Кубаньэнергосбыт |
ПИФ Капитал.влож УК Навигатор |
Черногорнефть |
Ковровский механический завод |
МРСК Северо-Запада |
РКК Энергия |
Томская РК |
Тучковский КСМ |
ГДР Etalon Group Ltd. ORD SHS |
Косогорский МЗ |
Банк Санкт-Петербург |
Камчатскэнерго |
МРСК Урала |
Распадская |
Квадра |
Звезда |
ПАО ММЦБ ао |
Лента МКПАО ао |
Башнефть |
Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез |
МРСК Северного Кавказа |
ПРОТЕК |
Яндекс |
САФМАР Фин. Инвестиции ПАО ао |
АДР Cian PLC ORD SHS |
УК Арсагера |
Иркутскэнерго |
Пермэнергосбыт |
Соллерс |
Центр международной торговли |
ПАО ОР ао |
ГДР ЕвроМедЦентр GEMC |
Ашинский метзавод |
РусГидро |
МГТС |
Группа Компаний ПИК |
Газпром нефть |
Выборгский судостроительный завод |
СК ЮЖУРАЛ-АСКО ПАО ао |
Банк Санкт-Петербург ап |
Акрон |
Городские Инновационные Технологии |
Славнефть — Мегионнефтегаз |
ОМЗ |
Владимирский химический завод |
Северо-Западное пароходство |
ГДР FixPrice Group Ltd ORD SHS |
АФК Система |
Группа ЛСР |
Наука-Связь |
Рязанская ЭСК |
НПК Объединенная вагонная компания |
Нефтекамский автозавод |
ГДР OKEY Group S. A. ORD SHS |
ПАО «ФСК ЕЭС» |
Лента |
НЛМК |
Русгрэйн Холдинг |
Уральская кузница |
Меридиан |
ГК Самолет ао |
Донской ЗР |
Казаньоргсинтез |
Новороссийский комбинат хлебопродуктов |
Газпром газораспределение Ростов-на-Дону |
ОАК |
Бест Эффортс Банк |
АДР HeadHunter Group ORD SHS |
Магнит | физика | Британика
магнит
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Джон Кантон Говин Найт
- Похожие темы:
- электромагнит реле автоматический выключатель соленоид постоянный магнит
Просмотреть весь связанный контент →
Узнать о магнитных полях и уровнях частиц, атомов, кристаллов и доменов
Посмотреть все видео к этой статьемагнит , любой материал, способный притягивать железо и создавать внешнее магнитное поле. К концу 19 века все известные элементы и многие соединения были проверены на магнетизм, и все они обладали некоторыми магнитными свойствами. Наиболее распространенным было свойство диамагнетизма, так называли материалы, проявляющие слабое отталкивание обоими полюсами магнита. Некоторые материалы, такие как хром, проявляли парамагнетизм, будучи способными к слабой индуцированной намагниченности при приближении к магниту. Эта намагниченность исчезает, когда магнит удаляется. Только три элемента, железо, никель и кобальт, проявляли свойство ферромагнетизма (т. е. способность оставаться постоянно намагниченными).
Величины, используемые в настоящее время для характеристики намагниченности, были определены и названы Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1850 году. Символ B обозначает величину плотности магнитного потока внутри намагниченного тела, а символ H обозначает величину намагничивания. сила или магнитное поле, создающее его. Оба они представлены уравнением B = μ H , в котором греческая буква мю, μ, символизирует проницаемость материала и является мерой интенсивности намагниченности, которая может быть создана в нем данным магнитным полем. поле. Современные единицы системы Международного стандарта (СИ) на B — тесла (T) или веберы на квадратный метр (Wb/m 2 ), а для H — ампер на метр (A/m). Раньше единицы назывались соответственно гауссом и эрстедом. Единицы μ — генри на метр.
Все ферромагнитные материалы демонстрируют явление гистерезиса, запаздывание в ответ на изменение сил, основанное на потерях энергии в результате внутреннего трения. Если B измеряется для различных значений H и результаты отображаются в графической форме, результатом является петля типа, показанного на прилагаемом рисунке, называемая петлей гистерезиса. Имя описывает ситуацию, в которой путь, по которому следуют значения B , в то время как H увеличивается, отличается от следующего, поскольку H уменьшается. С помощью этой диаграммы можно определить характеристики, необходимые для описания характеристик материала, который будет использоваться в качестве магнита. B s — это плотность потока насыщения и мера того, насколько сильно материал может намагничиваться. B r — остаточная магнитная индукция и остаточная постоянная намагниченность, оставшаяся после удаления намагничивающего поля; это последнее, очевидно, является мерой качества постоянного магнита. Обычно измеряется в веберах на квадратный метр. Чтобы размагнитить образец из его остаточного состояния, необходимо приложить обратное намагничивающее поле, противоположное намагничиванию в образце. Величина поля, необходимая для уменьшения намагниченности до нуля, равна H c , коэрцитивная сила, измеряемая в амперах на метр. Чтобы постоянный магнит сохранял свою намагниченность без потерь в течение длительного периода времени, H c должно быть как можно больше. Комбинация больших B r и больших H c обычно встречается в материале с большой плотностью потока насыщения, для намагничивания которого требуется большое поле. Таким образом, материалы с постоянными магнитами часто характеризуются максимальным значением произведения B и H , ( B H ) max , которых может достичь материал. Этот продукт ( B H ) max является мерой минимального объема материала постоянного магнита, необходимого для создания требуемой плотности потока в заданном зазоре, и иногда его называют энергетическим продуктом.
В 1907 г. было высказано предположение, что ферромагнитный материал состоит из большого количества небольших объемов, называемых доменами, каждый из которых намагничивается до насыщения. В 1931 существование таких доменов было впервые продемонстрировано прямым экспериментом. Ферромагнитное тело в целом кажется ненамагниченным, когда направления намагниченности отдельных доменов распределяются случайным образом. Каждый домен отделен от своих соседей доменной стенкой. В пристеночной области направление намагниченности меняется с направления намагниченности одного домена на направление его соседа. Процесс намагничивания, начиная с совершенно ненамагниченного состояния, состоит из трех стадий: (1) Слабое намагничивающее поле. Происходят обратимые движения доменных стенок, при которых домены, ориентированные в общем направлении намагничивающего поля, растут за счет неблагоприятно ориентированных; стенки возвращаются в исходное положение при снятии намагничивающего поля, и остаточная намагниченность отсутствует. (2) Среднее намагничивающее поле. Происходят большие перемещения доменных стенок, многие из которых необратимы, и значительно увеличивается объем благоприятно ориентированных доменов. При снятии поля все стенки не возвращаются в исходное положение и возникает остаточная намагниченность. (3) Высокое намагничивающее поле. Происходят большие перемещения доменных стенок, так что многие из них полностью выметаются из образца. Направления намагниченности в остальных доменах постепенно меняются по мере увеличения поля, пока намагниченность не станет везде параллельной полю и материал не намагничится до насыщения. При снятии поля вновь появляются доменные стенки, и намагниченность доменов может отклоняться от первоначального направления поля. Остаточная намагниченность имеет максимальное значение.
Значения B r , H c и ( B H ) 9 0055 max будет зависеть от легкости, с которой доменные стенки могут проходить через материал и намагниченность домена может вращаться. Неоднородности или несовершенства материала создают препятствия для движения доменных стенок. Таким образом, как только намагничивающее поле протолкнет стену мимо препятствия, стена не сможет вернуться в исходное положение, если только не будет приложено обратное поле, чтобы снова отбросить ее. Таким образом, влияние этих препятствий заключается в увеличении остаточной намагниченности. Наоборот, в чистом однородном материале, в котором мало несовершенств, материал будет легко намагнитить до насыщения при относительно малых полях, и остаточная намагниченность будет небольшой.
Размагничивание и магнитная анизотропия. Что касается вращения доменов, необходимо учитывать два важных фактора: размагничивание и магнитную анизотропию (проявление различных магнитных свойств при измерении вдоль осей в разных направлениях). Первый из них касается формы намагниченного образца. Любой магнит создает магнитное поле в окружающем его пространстве. Направление силовых линий этого поля, определяемое направлением силы, действующей со стороны поля на (гипотетический) единственный магнитный северный полюс, противоположно направлению поля, использовавшегося для его первоначального намагничивания. Таким образом, каждый магнит существует в самогенерируемом поле, имеющем такое направление, которое имеет тенденцию размагничивать образец. Это явление описывается размагничивающим фактором. Если магнитные силовые линии могут быть ограничены магнитом и не могут выходить в окружающую среду, эффект размагничивания будет отсутствовать. Таким образом, тороидальный (кольцевой) магнит, намагниченный по своему периметру так, что все силовые линии представляют собой замкнутые петли внутри материала, не будет пытаться размагнититься. Для стержневых магнитов размагничивание можно свести к минимуму, если держать их парами, уложенными параллельно северному и южному полюсам рядом, и с держателем из мягкого железа, уложенным поперек каждого конца.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчас
Связь размагничивания с вращением доменов возникает из-за того факта, что размагничивающее поле можно рассматривать как хранилище магнитной энергии. Как и все природные системы, магнит при отсутствии ограничений будет пытаться поддерживать свою намагниченность в таком направлении, чтобы минимизировать запасенную энергию; т. е. сделать размагничивающее поле как можно меньше. Чтобы повернуть намагниченность в сторону от этого положения с минимальной энергией, требуется совершить работу, чтобы обеспечить увеличение энергии, запасенной в усиленном размагничивающем поле. Таким образом, если делается попытка повернуть намагниченность домена от его естественного положения с минимальной энергией, можно сказать, что вращение затруднено в том смысле, что приложенное поле должно совершить работу, чтобы способствовать вращению против размагничивающего сил. Это явление часто называют анизотропией формы, поскольку оно возникает из-за геометрии домена, которая, в свою очередь, может определяться общей формой образца.
Аналогичные соображения минимальной энергии связаны со вторым механизмом, препятствующим вращению домена, а именно с магнитокристаллической анизотропией. Впервые в 1847 г. было замечено, что в кристаллах магнитного материала существуют предпочтительные направления намагниченности. Это явление связано с симметрией расположения атомов в кристалле. Например, в железе, имеющем кубическую кристаллическую форму, легче намагнитить кристалл вдоль направлений ребер куба, чем в любом другом направлении. Таким образом, шесть направлений ребер куба являются легкими направлениями намагничивания, а намагниченность кристалла называется анизотропной.
Магнитная анизотропия также может быть вызвана деформацией материала. Намагниченность стремится выровняться в соответствии или перпендикулярно направлению встроенной деформации. Некоторые магнитные сплавы также проявляют явление наведенной магнитной анизотропии. Если внешнее магнитное поле приложено к материалу во время его отжига при высокой температуре, то легкое направление намагничивания оказывается индуцированным в направлении, совпадающем с направлением приложенного поля.
Приведенное выше описание объясняет, почему сталь является лучшим постоянным магнитом, чем мягкое железо. Углерод в стали вызывает осаждение крошечных кристаллитов карбида железа в железе, которые образуют так называемую вторую фазу. Фазовые границы между частицами преципитата и железом-хозяином препятствуют движению доменных стенок, поэтому коэрцитивная сила и остаточная намагниченность повышаются по сравнению с чистым железом.
Лучшим постоянным магнитом, однако, был бы тот, в котором все доменные стенки были бы постоянно зафиксированы в одном положении, а намагниченность всех доменов была бы выровнена параллельно друг другу. Эту ситуацию можно представить себе как результат сборки магнита из большого количества частиц, имеющих высокое значение намагниченности насыщения, каждая из которых представляет собой единый домен, каждая из которых имеет одноосную анизотропию в нужном направлении, и каждая выровнена со своей намагниченностью. параллельно всем остальным.
Магнит | физика | Британика
магнит
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Джон Кантон Говин Найт
- Похожие темы:
- электромагнит реле автоматический выключатель соленоид постоянный магнит
Просмотреть весь связанный контент →
Узнать о магнитных полях и уровнях частиц, атомов, кристаллов и доменов
Посмотреть все видео к этой статьемагнит , любой материал, способный притягивать железо и создавать внешнее магнитное поле. К концу 19 века все известные элементы и многие соединения были проверены на магнетизм, и все они обладали некоторыми магнитными свойствами. Наиболее распространенным было свойство диамагнетизма, так называли материалы, проявляющие слабое отталкивание обоими полюсами магнита. Некоторые материалы, такие как хром, проявляли парамагнетизм, будучи способными к слабой индуцированной намагниченности при приближении к магниту. Эта намагниченность исчезает, когда магнит удаляется. Только три элемента, железо, никель и кобальт, проявляли свойство ферромагнетизма (т. е. способность оставаться постоянно намагниченными).
Величины, используемые в настоящее время для характеристики намагниченности, были определены и названы Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1850 году. Символ B обозначает величину плотности магнитного потока внутри намагниченного тела, а символ H обозначает величину намагничивания. сила или магнитное поле, создающее его. Оба они представлены уравнением B = μ H , в котором греческая буква мю, μ, символизирует проницаемость материала и является мерой интенсивности намагниченности, которая может быть создана в нем данным магнитным полем. поле. Современные единицы системы Международного стандарта (СИ) на B — тесла (T) или веберы на квадратный метр (Wb/m 2 ), а для H — ампер на метр (A/m). Раньше единицы назывались соответственно гауссом и эрстедом. Единицы μ — генри на метр.
Все ферромагнитные материалы демонстрируют явление гистерезиса, запаздывание в ответ на изменение сил, основанное на потерях энергии в результате внутреннего трения. Если B измеряется для различных значений H и результаты отображаются в графической форме, результатом является петля типа, показанного на прилагаемом рисунке, называемая петлей гистерезиса. Имя описывает ситуацию, в которой путь, по которому следуют значения B , в то время как H увеличивается, отличается от следующего, поскольку H уменьшается. С помощью этой диаграммы можно определить характеристики, необходимые для описания характеристик материала, который будет использоваться в качестве магнита. B s — это плотность потока насыщения и мера того, насколько сильно материал может намагничиваться. B r — остаточная магнитная индукция и остаточная постоянная намагниченность, оставшаяся после удаления намагничивающего поля; это последнее, очевидно, является мерой качества постоянного магнита. Обычно измеряется в веберах на квадратный метр. Чтобы размагнитить образец из его остаточного состояния, необходимо приложить обратное намагничивающее поле, противоположное намагничиванию в образце. Величина поля, необходимая для уменьшения намагниченности до нуля, равна H c , коэрцитивная сила, измеряемая в амперах на метр. Чтобы постоянный магнит сохранял свою намагниченность без потерь в течение длительного периода времени, H c должно быть как можно больше. Комбинация больших B r и больших H c обычно встречается в материале с большой плотностью потока насыщения, для намагничивания которого требуется большое поле. Таким образом, материалы с постоянными магнитами часто характеризуются максимальным значением произведения B и H , ( B H ) max , которых может достичь материал. Этот продукт ( B H ) max является мерой минимального объема материала постоянного магнита, необходимого для создания требуемой плотности потока в заданном зазоре, и иногда его называют энергетическим продуктом.
В 1907 г. было высказано предположение, что ферромагнитный материал состоит из большого количества небольших объемов, называемых доменами, каждый из которых намагничивается до насыщения. В 1931 существование таких доменов было впервые продемонстрировано прямым экспериментом. Ферромагнитное тело в целом кажется ненамагниченным, когда направления намагниченности отдельных доменов распределяются случайным образом. Каждый домен отделен от своих соседей доменной стенкой. В пристеночной области направление намагниченности меняется с направления намагниченности одного домена на направление его соседа. Процесс намагничивания, начиная с совершенно ненамагниченного состояния, состоит из трех стадий: (1) Слабое намагничивающее поле. Происходят обратимые движения доменных стенок, при которых домены, ориентированные в общем направлении намагничивающего поля, растут за счет неблагоприятно ориентированных; стенки возвращаются в исходное положение при снятии намагничивающего поля, и остаточная намагниченность отсутствует. (2) Среднее намагничивающее поле. Происходят большие перемещения доменных стенок, многие из которых необратимы, и значительно увеличивается объем благоприятно ориентированных доменов. При снятии поля все стенки не возвращаются в исходное положение и возникает остаточная намагниченность. (3) Высокое намагничивающее поле. Происходят большие перемещения доменных стенок, так что многие из них полностью выметаются из образца. Направления намагниченности в остальных доменах постепенно меняются по мере увеличения поля, пока намагниченность не станет везде параллельной полю и материал не намагничится до насыщения. При снятии поля вновь появляются доменные стенки, и намагниченность доменов может отклоняться от первоначального направления поля. Остаточная намагниченность имеет максимальное значение.
Значения B r , H c и ( B H ) 9 0055 max будет зависеть от легкости, с которой доменные стенки могут проходить через материал и намагниченность домена может вращаться. Неоднородности или несовершенства материала создают препятствия для движения доменных стенок. Таким образом, как только намагничивающее поле протолкнет стену мимо препятствия, стена не сможет вернуться в исходное положение, если только не будет приложено обратное поле, чтобы снова отбросить ее. Таким образом, влияние этих препятствий заключается в увеличении остаточной намагниченности. Наоборот, в чистом однородном материале, в котором мало несовершенств, материал будет легко намагнитить до насыщения при относительно малых полях, и остаточная намагниченность будет небольшой.
Размагничивание и магнитная анизотропия. Что касается вращения доменов, необходимо учитывать два важных фактора: размагничивание и магнитную анизотропию (проявление различных магнитных свойств при измерении вдоль осей в разных направлениях). Первый из них касается формы намагниченного образца. Любой магнит создает магнитное поле в окружающем его пространстве. Направление силовых линий этого поля, определяемое направлением силы, действующей со стороны поля на (гипотетический) единственный магнитный северный полюс, противоположно направлению поля, использовавшегося для его первоначального намагничивания. Таким образом, каждый магнит существует в самогенерируемом поле, имеющем такое направление, которое имеет тенденцию размагничивать образец. Это явление описывается размагничивающим фактором. Если магнитные силовые линии могут быть ограничены магнитом и не могут выходить в окружающую среду, эффект размагничивания будет отсутствовать. Таким образом, тороидальный (кольцевой) магнит, намагниченный по своему периметру так, что все силовые линии представляют собой замкнутые петли внутри материала, не будет пытаться размагнититься. Для стержневых магнитов размагничивание можно свести к минимуму, если держать их парами, уложенными параллельно северному и южному полюсам рядом, и с держателем из мягкого железа, уложенным поперек каждого конца.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчас
Связь размагничивания с вращением доменов возникает из-за того факта, что размагничивающее поле можно рассматривать как хранилище магнитной энергии. Как и все природные системы, магнит при отсутствии ограничений будет пытаться поддерживать свою намагниченность в таком направлении, чтобы минимизировать запасенную энергию; т. е. сделать размагничивающее поле как можно меньше. Чтобы повернуть намагниченность в сторону от этого положения с минимальной энергией, требуется совершить работу, чтобы обеспечить увеличение энергии, запасенной в усиленном размагничивающем поле. Таким образом, если делается попытка повернуть намагниченность домена от его естественного положения с минимальной энергией, можно сказать, что вращение затруднено в том смысле, что приложенное поле должно совершить работу, чтобы способствовать вращению против размагничивающего сил. Это явление часто называют анизотропией формы, поскольку оно возникает из-за геометрии домена, которая, в свою очередь, может определяться общей формой образца.
Аналогичные соображения минимальной энергии связаны со вторым механизмом, препятствующим вращению домена, а именно с магнитокристаллической анизотропией. Впервые в 1847 г. было замечено, что в кристаллах магнитного материала существуют предпочтительные направления намагниченности. Это явление связано с симметрией расположения атомов в кристалле. Например, в железе, имеющем кубическую кристаллическую форму, легче намагнитить кристалл вдоль направлений ребер куба, чем в любом другом направлении. Таким образом, шесть направлений ребер куба являются легкими направлениями намагничивания, а намагниченность кристалла называется анизотропной.
Магнитная анизотропия также может быть вызвана деформацией материала. Намагниченность стремится выровняться в соответствии или перпендикулярно направлению встроенной деформации. Некоторые магнитные сплавы также проявляют явление наведенной магнитной анизотропии. Если внешнее магнитное поле приложено к материалу во время его отжига при высокой температуре, то легкое направление намагничивания оказывается индуцированным в направлении, совпадающем с направлением приложенного поля.
Приведенное выше описание объясняет, почему сталь является лучшим постоянным магнитом, чем мягкое железо.