Mikroskobik dairesel akımlar vardır ( moleküler akımlar). Bu fikir daha sonra elektronun ve atomun yapısının keşfedilmesinden sonra doğrulandı: Bu akımlar elektronların çekirdek etrafındaki hareketi ile yaratılır ve aynı şekilde yönlendirildikleri için toplamda içeride bir alan oluştururlar ve mıknatısın etrafında.

Resimde A temel elektrik akımlarının bulunduğu düzlemler, atomların kaotik termal hareketi nedeniyle rastgele yönlendirilir ve madde manyetik özellikler sergilemez. Mıknatıslanmış durumda (örneğin harici bir manyetik alanın etkisi altında) (Şekil B) bu düzlemler aynı şekilde yönlendirilmiştir ve eylemleri özetlenmiştir.

Manyetik geçirgenlik.

Ortamın, B0 indüksiyonu (vakumdaki alan) ile harici bir manyetik alanın etkisine reaksiyonu, manyetik duyarlılık ile belirlenir. μ :

Nerede İÇİNDE— bir maddede manyetik alan indüksiyonu. Manyetik geçirgenlik dielektrik sabitine benzer ɛ .

Maddeler manyetik özelliklerine göre ikiye ayrılır. diyamanyetik malzemeler, paramıknatıslar Ve ferromıknatıslar. Diyamanyetik malzemeler için katsayı μ ortamın manyetik özelliklerini karakterize eden birden azdır (örneğin bizmut için) μ = 0,999824); paramanyetik malzemelerde μ > 1 (platin için μ - 1,00036); ferromıknatıslarda μ ≫ 1 (demir, nikel, kobalt).

Diamıknatıslar bir mıknatıs tarafından itilir, paramanyetik malzemeler ona çekilir. Bu özellikleriyle birbirlerinden ayırt edilebilirler. Birçok madde için, manyetik geçirgenlik neredeyse birlikten farklı değildir, ancak ferromıknatıslar için onu büyük ölçüde aşar ve onbinlerce birime ulaşır.

Ferromıknatıslar.

Ferromıknatıslar en güçlü manyetik özellikleri sergiler. Ferromıknatısların yarattığı manyetik alanlar, dış mıknatıslama alanından çok daha güçlüdür. Doğru, ferromıknatısların manyetik alanları, elektronların çekirdeklerin etrafında dönmesinin bir sonucu olarak yaratılmıyor - yörüngesel manyetik moment ve elektronun kendi dönüşü nedeniyle - kendi manyetik momenti denir döndürmek.

Curie sıcaklığı ( Tİle) ferromanyetik malzemelerin manyetik özelliklerini kaybettiği sıcaklıktır. Her ferromıknatıs için farklıdır. Örneğin demir için T'ler= 753 °C, nikel için T'ler= 365 °C, kobalt için T'ler= 1000°C. Ferromanyetik alaşımlar vardır. T'ler < 100 °С.

Ferromıknatısların manyetik özelliklerine ilişkin ilk ayrıntılı çalışmalar, seçkin Rus fizikçi A. G. Stoletov (1839-1896) tarafından gerçekleştirildi.

Ferromıknatıslar oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır: kalıcı mıknatıslar olarak (elektrikli ölçüm cihazlarında, hoparlörlerde, telefonlarda vb.), transformatörlerde, jeneratörlerde, elektrik motorlarında (manyetik alanı arttırmak ve elektrik tasarrufu sağlamak için) çelik çekirdekler olarak. Ferromanyetik malzemelerden yapılmış manyetik bantlar, kayıt cihazları ve video kaydediciler için ses ve görüntüleri kaydeder. Bilgiler, elektronik bilgisayarlardaki depolama aygıtları için ince manyetik filmlere kaydedilir.

Çok sayıda deney, manyetik alana yerleştirilen tüm maddelerin mıknatıslandığını ve kendi manyetik alanlarını yarattığını, bunun eyleminin harici bir manyetik alanın etkisine eklendiğini göstermektedir:

$$\boldsymbol(\vec(B)=(\vec(B))_(0)+(\vec(B))_(1))$$

burada $\boldsymbol(\vec(B))$ maddedeki manyetik alan indüksiyonudur; $\boldsymbol((\vec(B))_(0))$ - vakumda alanın manyetik indüksiyonu, $\boldsymbol((\vec(B))_(1))$ - ortaya çıkan alanın manyetik indüksiyonu Maddenin mıknatıslanması nedeniyle. Bu durumda madde manyetik alanı güçlendirebilir veya zayıflatabilir. Bir maddenin dış manyetik alan üzerindeki etkisi büyüklük ile karakterize edilir. μ , buna denir Bir maddenin manyetik geçirgenliği

$$ \boldsymbol(\mu =\frac(B)((B)_(0)))$$

• Manyetik geçirgenlik belirli bir maddedeki manyetik alan indüksiyonunun, vakumdaki manyetik alan indüksiyonundan kaç kat farklı olduğunu gösteren fiziksel bir skaler miktardır.

Bütün maddeler moleküllerden, moleküller ise atomlardan oluşur. Atomların elektron kabuklarının geleneksel olarak hareket eden elektronların oluşturduğu dairesel elektrik akımlarından oluştuğu düşünülebilir. Atomlardaki dairesel elektrik akımları kendi manyetik alanlarını yaratmalıdır. Elektrik akımları dış manyetik alandan etkilenmelidir, bunun sonucunda atomik manyetik alanlar dış manyetik alanlar ile hizalandığında manyetik alanda bir artış beklenebilir. manyetik alan veya ters yönde zayıflamaları.
Hakkında hipotez atomlarda manyetik alanların varlığı ve maddedeki manyetik alanın değişme ihtimali tamamen doğrudur. Tüm Maddelerin üzerlerindeki harici bir manyetik alanın etkisiyleüç ana gruba ayrılabilir: diyamanyetik, paramanyetik ve ferromanyetik.

Diamıknatıslar dış manyetik alanın zayıfladığı maddelere denir. Bu, harici bir manyetik alandaki bu tür maddelerin atomlarının manyetik alanlarının, harici manyetik alanın (μ) tersine yönlendirildiği anlamına gelir.< 1). Изменение магнитного поля даже в самых сильных диамагнетиках составляет лишь сотые доли процента. Например, висмут обладает manyetik geçirgenlik µ = 0,999826.

Diamanyetizmanın doğasını anlamak hızla uçan bir elektronun hareketini düşünün v vektöre dik düzgün bir manyetik alana İÇİNDE manyetik alan.

Etkisi altında Lorentz kuvvetleri elektron bir daire içinde hareket edecek, dönüş yönü Lorentz kuvvet vektörünün yönü ile belirlenecektir. Ortaya çıkan dairesel akım kendi manyetik alanını yaratır İÇİNDE" . Bu bir manyetik alan İÇİNDE" manyetik alana ters yönde yönlendirilmiş İÇİNDE. Sonuç olarak, serbestçe hareket eden yüklü parçacıklar içeren herhangi bir maddenin diyamanyetik özelliklere sahip olması gerekir.
Bir maddenin atomlarındaki elektronlar serbest olmasa da, dış manyetik alanın etkisi altında atomların içindeki hareketlerinin değişmesi, serbest elektronların dairesel hareketine eşdeğer olduğu ortaya çıkar. Bu nedenle, manyetik alandaki herhangi bir maddenin mutlaka diyamanyetik özelliklere sahip olması gerekir.
Ancak diyamanyetik etkiler çok zayıftır ve yalnızca atomları veya molekülleri kendi manyetik alanına sahip olmayan maddelerde bulunur. Diyamanyetik malzemelerin örnekleri kurşun, çinko, bizmuttur (μ = 0,9998).

Cisimlerin manyetik özelliklere sahip olmasının nedenlerine ilişkin ilk açıklama Henri Ampère (1820) tarafından yapılmıştır. Onun hipotezine göre, herhangi bir maddenin manyetik özelliklerini belirleyen temel elektrik akımları moleküllerin ve atomların içinde dolaşır.

Atomların manyetizmasının nedenlerini daha ayrıntılı olarak ele alalım:

Hadi biraz alalım sağlam. Mıknatıslanması, kendisini oluşturan parçacıkların (moleküller ve atomlar) manyetik özellikleriyle ilgilidir. Mikro düzeyde hangi akım devrelerinin mümkün olduğunu düşünelim. Atomların manyetizması iki ana nedenden kaynaklanmaktadır:

1) Elektronların çekirdek etrafında kapalı yörüngelerde hareketi ( yörüngesel manyetik moment) (Şekil 1);

Pirinç. 2

2) elektronların içsel dönüşü (dönüşü) ( dönme manyetik momenti) (İncir. 2).

Bir atomdaki farklı elektronların yörünge düzlemleri çakışmadığından, bunların oluşturduğu manyetik alan indüksiyon vektörleri (yörünge ve spin) manyetik anlar), birbirlerine farklı açılardan yönlendirilir. Çok elektronlu bir atomun ortaya çıkan indüksiyon vektörü, bireysel elektronlar tarafından oluşturulan alan indüksiyon vektörlerinin vektör toplamına eşittir. Kısmen dolu elektron kabuklarına sahip atomlar telafi edilmemiş alanlara sahiptir. Dolu elektron kabuklarına sahip atomlarda ortaya çıkan indüksiyon vektörü 0'dır.

Her durumda, manyetik alandaki değişime mıknatıslanma akımlarının ortaya çıkması neden olur (bu fenomen gözlenir) elektromanyetik indüksiyon). Başka bir deyişle, manyetik alan için süperpozisyon ilkesi geçerliliğini korur: mıknatısın içindeki alan, $\boldsymbol((\vec(B))_(0))$ dış alanı ile $\boldsymbol alanının süperpozisyonudur. (\vec(B"))$ mıknatıslama akımları Ben" Bir dış alanın etkisi altında ortaya çıkanlar. Mıknatıslanma akımlarının alanı dış alanla aynı şekilde yönlendirilirse, o zaman toplam alanın indüksiyonu dış alandan daha büyük olacaktır (Şekil 3, a) - bu durumda maddenin alanı güçlendirdiğini söyleriz. ; mıknatıslanma akımlarının alanı dış alanın tersi yönde yönlendirilirse, o zaman toplam alan dış alandan daha az olacaktır (Şekil 3, b) - bu anlamda maddenin manyetik alanı zayıflattığını söylüyoruz.

Pirinç. 3

İÇİNDE diyamanyetik malzemeler Moleküllerin kendilerine ait manyetik alanları yoktur. Atomlarda ve moleküllerde bir dış manyetik alanın etkisi altında, mıknatıslanma akımlarının alanı dış alanın tersi yönünde yönlendirilir, dolayısıyla ortaya çıkan alanın manyetik indüksiyon vektörünün $ \boldsymbol(\vec(B))$ modülü manyetik indüksiyon vektörünün $ \boldsymbol((\vec(B ))_(0)) $ dış alanının modülünden daha az olmalıdır.

Atomik manyetik alanların dış manyetik alan yönünde yönlendirilmesinden dolayı, maddenin atomlarının elektron kabuklarının manyetik alanlarının eklenmesi sonucu dış manyetik alanın arttığı maddelere denir. paramanyetik(μ > 1).

Paramıknatıslar dış manyetik alanı çok zayıf bir şekilde arttırır. Paramıknatısların manyetik geçirgenliği birlikten yalnızca yüzde bir oranında farklılık gösterir. Örneğin platinin manyetik geçirgenliği 1,00036'dır. Paramanyetik ve diyamanyetik malzemelerin manyetik geçirgenliğinin çok küçük değerleri nedeniyle, bunların bir dış alan üzerindeki etkisi veya bir dış alanın paramanyetik veya diyamanyetik cisimler üzerindeki etkisinin tespit edilmesi çok zordur. Bu nedenle sıradan günlük uygulamada, teknolojide paramanyetik ve diyamanyetik maddeler manyetik olmayan, yani manyetik alanı değiştirmeyen ve manyetik alandan etkilenmeyen maddeler olarak kabul edilir. Paramanyetik malzemelerin örnekleri sodyum, oksijen, alüminyumdur (μ = 1,00023).

İÇİNDE paramıknatıslar Moleküllerin kendilerine ait manyetik alanları vardır. Harici bir manyetik alanın yokluğunda, termal hareket nedeniyle, atomların ve moleküllerin manyetik alanlarının indüksiyon vektörleri rastgele yönlendirilir, dolayısıyla ortalama mıknatıslanmaları sıfırdır (Şekil 4, a). Atomlara ve moleküllere harici bir manyetik alan uygulandığında, alanları dış alana paralel olacak şekilde onları döndürme eğiliminde olan bir kuvvet momenti harekete geçmeye başlar. Paramanyetik moleküllerin yönelimi, maddenin mıknatıslanmasına yol açar (Şekil 4, b).

Pirinç. 4

Moleküllerin manyetik alanda tam yönelimi termal hareketleri nedeniyle engellenir, dolayısıyla paramanyetik malzemelerin manyetik geçirgenliği sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık arttıkça paramanyetik malzemelerin manyetik geçirgenliğinin azaldığı açıktır.

Ferromıknatıslar

Harici bir manyetik alanı önemli ölçüde artıran maddelere denir. ferromıknatıslar(nikel, demir, kobalt vb.). Ferromıknatısların örnekleri kobalt, nikel, demirdir (μ 8·103 değerine ulaşır).

Bu manyetik malzeme sınıfının adı demirin Latince ismi olan Ferrum'dan gelmektedir. ana özellik Bu maddeler, harici bir manyetik alanın yokluğunda mıknatıslanmayı koruyabilir; tüm kalıcı mıknatıslar ferromıknatıs sınıfına aittir. Demirin yanı sıra periyodik tablodaki “komşuları” (kobalt ve nikel) ferromanyetik özelliklere sahiptir. Ferromanyetik malzemeler bilim ve teknolojide geniş pratik uygulama alanı bulur; bu nedenle, çeşitli ferromanyetik özelliklere sahip önemli sayıda alaşım geliştirilmiştir.

Verilen ferromıknatıs örneklerinin tümü, elektron kabuğu birkaç eşleşmemiş elektron içeren geçiş grubu metallerine atıfta bulunur ve bu, bu atomların kendilerine ait önemli bir manyetik alana sahip olduğu gerçeğine yol açar. Kristal halinde, kristallerdeki atomlar arasındaki etkileşim nedeniyle, kendiliğinden mıknatıslanma alanları - alanlar - ortaya çıkar. Bu alanların boyutları milimetrenin onda biri ve yüzde biri kadardır (10 -4 - 10 -5 m), bu da tek bir atomun boyutunu (10 -9 m) önemli ölçüde aşar. Bir alanda, atomların manyetik alanları kesinlikle paralel olarak yönlendirilir, harici bir manyetik alanın yokluğunda diğer alanların manyetik alanlarının yönelimi keyfi olarak değişir (Şekil 5).

Pirinç. 5

Bu nedenle, mıknatıslanmamış bir durumda bile, bir ferromıknatısın içinde, bir alandan diğerine geçiş sırasında yönelimi rastgele, kaotik bir şekilde değişen güçlü manyetik alanlar mevcuttur. Bir cismin boyutları bireysel alanların boyutlarını önemli ölçüde aşarsa, bu cismin alanları tarafından oluşturulan ortalama manyetik alan pratikte yoktur.

Bir ferromıknatısı harici bir manyetik alana yerleştirirseniz B0 , daha sonra alanların manyetik momentleri yeniden düzenlenmeye başlar. Bununla birlikte, maddenin bölümlerinin mekanik uzamsal dönüşü meydana gelmez. Mıknatıslanmanın tersine çevrilmesi süreci, elektronların hareketindeki bir değişiklikle ilişkilidir, ancak düğümlerdeki atomların konumundaki bir değişiklikle ilişkili değildir. kristal kafes. Alanın yönüne göre en uygun yönelime sahip olan alanlar, komşu "yanlış yönlendirilmiş" alanların pahasına boyutlarını arttırır ve onları emer. Bu durumda maddedeki alan oldukça artar.

Ferromıknatısların özellikleri

1) Bir maddenin ferromanyetik özellikleri yalnızca karşılık gelen madde bulunduğunda ortaya çıkar V kristalin durum ;

2) ferromıknatısların manyetik özellikleri büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır, çünkü alanların manyetik alanlarının yönelimi termal hareket tarafından engellenir. Her ferromıknatıs için alan yapısının tamamen bozulduğu ve ferromıknatısın paramıknatısa dönüştüğü belirli bir sıcaklık vardır. Bu sıcaklık değerine denir Curie noktası . Yani saf demir için Curie sıcaklığı yaklaşık 900°C'dir;

3) ferromıknatıslar mıknatıslanır doygunluğa kadar zayıf manyetik alanlarda. Şekil 6, manyetik alan indüksiyon modülünün nasıl değiştiğini göstermektedir B dış alanda değişiklik olan çelikte B0 :

Pirinç. 6

4) bir ferromıknatısın manyetik geçirgenliği dış manyetik alana bağlıdır (Şekil 7).

Pirinç. 7

Bu, başlangıçta bir artışla birlikte olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. B0 manyetik indüksiyon B güçleniyor ve bu nedenle μ artacak. Daha sonra manyetik indüksiyon değerinde B" 0 doygunluk meydana gelir (μ şu anda maksimumdur) ve daha fazla artışla B0 manyetik indüksiyon B1 maddede değişiklik durur ve manyetik geçirgenlik azalır (1'e eğilim gösterir):

$$\boldsymbol(\mu = \frac B(B_0) = \frac (B_0 + B_1)(B_0) = 1 + \frac (B_1)(B_0);) $$

5) ferromıknatıslar artık mıknatıslanma sergiler. Örneğin, içinden akımın geçtiği bir solenoidin içine ferromanyetik bir çubuk yerleştirilirse ve doygunluğa kadar mıknatıslanırsa (nokta A) (Şek. 8) ve ardından solenoiddeki akımı azaltın ve bununla birlikte B0 o zaman, mıknatıslığın giderilmesi işlemi sırasında çubuktaki alan indüksiyonunun, mıknatıslanma işlemi sırasında olduğundan her zaman daha büyük kaldığını fark edebilirsiniz. Ne zaman B0 = 0 (solenoiddeki akım kapatılır), indüksiyon şuna eşit olacaktır: Br (artık indüksiyon). Çubuk solenoidden çıkarılabilir ve kalıcı mıknatıs olarak kullanılabilir. Sonunda çubuğun mıknatıslığını gidermek için, solenoidden ters yönde bir akım geçirmeniz gerekir, yani. indüksiyon vektörünün tersi yönde bir dış manyetik alan uygulayın. Şimdi bu alanın indüksiyon modülünü arttırıyoruz B oc , çubuğun mıknatıslığını giderin ( B = 0).

• Modül B oc Mıknatıslanmış bir ferromıknatısı demanyetize eden bir manyetik alanın indüksiyonuna denir Zorlayıcı kuvvet .

Pirinç. 8

Daha da artmasıyla B0 çubuğu doygunluğa kadar mıknatıslayabilirsiniz (nokta A" ).

Şimdi azaltıyorum B0 sıfıra ulaştığında tekrar kalıcı bir mıknatıs elde ederiz, ancak indüksiyonla –Br (ters yön). Çubuğun mıknatıslığını tekrar gidermek için, solenoiddeki orijinal yöndeki akım tekrar açılmalıdır ve indüksiyon sırasında çubuğun mıknatıslığı giderilecektir. B0 eşit olacak B oc . Artmaya devam ediyorum B0 , doygunluğa kadar çubuğu tekrar mıknatıslayın (nokta A ).

Bu nedenle, bir ferromıknatısın mıknatıslanması ve mıknatıslığının giderilmesi sırasında indüksiyon B arka B 0. Bu gecikmeye denir histerezis olgusu . Şekil 8'de gösterilen eğriye denir histerezis döngüsü .

Mıknatıslanma eğrisinin şekli (histerezis döngüsü), farklı ferromanyetik malzemeler için önemli ölçüde değişiklik gösterir. geniş uygulama Bilimsel ve teknik uygulamalarda. Bazı manyetik malzemeler yüksek kalıcılık ve zorlayıcılık değerlerine sahip geniş bir döngüye sahiptir, bunlara denir manyetik olarak sert ve kalıcı mıknatısların yapımında kullanılır. Diğer ferromanyetik alaşımlar düşük zorlayıcı kuvvet değerleriyle karakterize edilir; bu tür malzemeler zayıf alanlarda bile kolayca mıknatıslanır ve yeniden mıknatıslanır. Bu tür malzemelere denir manyetik olarak yumuşak ve çeşitli elektrikli cihazlarda kullanılır - röleler, transformatörler, manyetik devreler vb.

Edebiyat

1. Aksenovich L. A. Fizik lise: Teori. Görevler. Testler: Proc. genel sağlayan kurumlar için ödenek. ortamlar, eğitim / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C.330-335.
2. Zhilko, V.V. Fizik: ders kitabı. 11. sınıf için ödenek. Genel Eğitim okul Rusça'dan dil eğitim / V.V. Zhilko, A.V. Lavrinenko, L.G. Markovich. - Mn.: Nar. Asveta, 2002. - s. 291-297.
3. Slobodyanyuk A.I. Fizik 10. §13 Manyetik alanın madde ile etkileşimi

Notlar

1. Manyetik alan indüksiyon vektörünün yönünü yalnızca devrenin ortasında düşünüyoruz.

Manyetik geçirgenlik farklı ortamlar için farklıdır ve özelliklerine bağlıdır, bu nedenle belirli bir ortamın manyetik geçirgenliğinden (bileşimi, durumu, sıcaklığı vb. anlamına gelir) bahsetmek gelenekseldir.

Homojen bir izotropik ortam durumunda, manyetik geçirgenlik μ:

μ \u003d B / (μ o H),

Anizotropik kristallerde manyetik geçirgenlik bir tensördür.

Çoğu madde manyetik geçirgenliklerine göre üç sınıfa ayrılır:

• diyamanyetik malzemeler ( μ < 1 ),
• paramıknatıslar ( μ > 1 )
• ferromıknatıslar (demir gibi daha belirgin manyetik özelliklere sahip).

Süper iletkenlerin manyetik geçirgenliği sıfırdır.

Havanın mutlak manyetik geçirgenliği yaklaşık olarak vakumun manyetik geçirgenliğine eşittir ve teknik hesaplamalarda şuna eşit alınır: 4π 10 -7 H/m

μ = 1 + χ (SI birimlerinde);

μ = 1 + 4πχ (GHS birimlerinde).

Fiziksel boşluğun manyetik geçirgenliği μ =1, çünkü χ=0.

Manyetik geçirgenlik, belirli bir malzemenin mutlak manyetik geçirgenliğinin manyetik sabitten kaç kat daha büyük olduğunu, yani makro akımların manyetik alanının kaç katı olduğunu gösterir. N ortamdaki mikro akımlar alanıyla güçlendirilir. Havanın ve ferromanyetik malzemeler hariç çoğu maddenin manyetik geçirgenliği birliğe yakındır.

Manyetik malzemenin spesifik uygulamalarına bağlı olarak teknolojide çeşitli manyetik geçirgenlik türleri kullanılmaktadır. Göreceli manyetik geçirgenlik, belirli bir ortamda teller arasındaki etkileşim kuvvetinin, vakumla karşılaştırıldığında akımla kaç kez değiştiğini gösterir. Mutlak manyetik geçirgenliğin manyetik sabite oranına sayısal olarak eşittir. Mutlak manyetik geçirgenlik, manyetik geçirgenlik ile manyetik sabitin çarpımına eşittir.

Diamıknatısların χμχ>0 ve μ > 1 değerleri vardır. Ferromıknatısların μ'sinin statik veya alternatif manyetik alanda ölçülmesine bağlı olarak buna sırasıyla statik veya dinamik manyetik geçirgenlik denir.

Ferromıknatısların manyetik geçirgenliği karmaşık bir şekilde şunlara bağlıdır: N . Bir ferromıknatısın mıknatıslanma eğrisinden, manyetik geçirgenliğin bağlılığı oluşturulabilir. N.

Aşağıdaki formülle belirlenen manyetik geçirgenlik:

μ \u003d B / (μ o H),

Statik manyetik geçirgenlik denir.

Ana mıknatıslanma eğrisi üzerinde karşılık gelen nokta boyunca orijinden çizilen sekant açısının tanjantı ile orantılıdır. Manyetik alan kuvveti sıfıra yaklaştığında manyetik geçirgenliğin μ n sınırlayıcı değerine başlangıç ​​manyetik geçirgenliği denir. Bu özellik birçok manyetik malzemenin teknik kullanımında son derece önemlidir. 0,1 A/m mertebesinde kuvvete sahip zayıf manyetik alanlarda deneysel olarak belirlenir.

Manyetik geçirgenlik denir . Mutlak manyetikgeçirgenlikçevre B'nin H'ye oranıdır. Uluslararası Birim Sistemine göre metre başına 1 henry adı verilen birimlerle ölçülür.

Sayısal değeri, değerinin vakumun manyetik geçirgenlik değerine oranıyla ifade edilir ve µ ile gösterilir. Bu değer denir bağıl manyetikgeçirgenlik(veya sadece ortamın manyetik geçirgenliği). Göreceli bir büyüklük olduğundan ölçü birimi yoktur.

Sonuç olarak, bağıl manyetik geçirgenlik µ, belirli bir ortamın alan indüksiyonunun, vakumlu manyetik alanın indüksiyonundan kaç kat daha az (veya daha büyük) olduğunu gösteren bir değerdir.

Bir madde dış manyetik alana maruz kaldığında mıknatıslanır. Bu nasıl oluyor? Ampere'nin hipotezine göre, elektronların yörüngelerindeki hareketi ve kendilerinin varlığından kaynaklanan mikroskobik elektrik akımları her maddede sürekli olarak dolaşmaktadır.Normal koşullar altında bu hareket düzensizdir ve alanlar birbirini "söndürür" (telafi eder). . Bir cisim dış bir alana yerleştirildiğinde, akımlar düzenlenir ve cisim mıknatıslanır (yani kendi alanına sahip olur).

Tüm maddelerin manyetik geçirgenliği farklıdır. Maddeler boyutlarına göre üç büyük gruba ayrılabilir.

sen diyamanyetik malzemeler manyetik geçirgenlik değeri µ birden biraz daha azdır. Örneğin bizmutun µ = 0,9998'i vardır. Diamıknatıslar arasında çinko, kurşun, kuvars, bakır, cam, hidrojen, benzen ve su bulunur.

Manyetik geçirgenlik paramanyetik birden biraz daha fazladır (alüminyum için µ = 1,000023). Paramanyetik malzemelerin örnekleri nikel, oksijen, tungsten, sert kauçuk, platin, nitrojen ve havadır.

Son olarak, üçüncü grup, manyetik geçirgenliği önemli ölçüde (birkaç büyüklük sırası) birliği aşan bir dizi maddeyi (çoğunlukla metaller ve alaşımlar) içerir. Bu maddeler ferromıknatıslar. Bu esas olarak nikel, demir, kobalt ve bunların alaşımlarını içerir. Çelik için µ = 8∙10^3, nikel-demir alaşımı için µ=2,5∙10^5. Ferromıknatısları diğer maddelerden ayıran özellikler vardır. İlk olarak, artık manyetizmaları var. İkincisi, manyetik geçirgenlikleri dış alan indüksiyonunun büyüklüğüne bağlıdır. Üçüncüsü, her biri için belirli bir sıcaklık eşiği vardır. Curie noktası ferromanyetik özelliklerini kaybederek paramanyetik hale gelir. Nikel için Curie noktası 360°C, demir için -770°C'dir.

Ferromıknatısların özellikleri yalnızca manyetik geçirgenlikle değil aynı zamanda I değeriyle de belirlenir. mıknatıslanma bu maddeden. Bu, manyetik indüksiyonun karmaşık, doğrusal olmayan bir fonksiyonudur; mıknatıslanmadaki artış, adı verilen bir çizgiyle tanımlanır. mıknatıslanma eğrisi. Bu durumda, belirli bir noktaya ulaşıldığında mıknatıslanmanın büyümesi fiilen durur ( manyetik doygunluk). Bir ferromıknatısın mıknatıslanma değerinin, dış alan indüksiyonunun artan değerinden gecikmesine denir. manyetik histerezis. Bu durumda ferromıknatısın manyetik özelliklerinin yalnızca mevcut durumuna değil aynı zamanda önceki mıknatıslanmasına da bağımlılığı vardır. Bu bağımlılığın eğrisinin grafiksel gösterimi denir. histerezis döngüsü.

Özellikleri nedeniyle ferromıknatıslar teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Jeneratörlerin ve elektrik motorlarının rotorlarında, transformatör çekirdeklerinin imalatında ve elektronik bilgisayar parçalarının üretiminde kullanılırlar. Ferromıknatıslar kayıt cihazlarında, telefonlarda, manyetik bantlarda ve diğer ortamlarda kullanılır.