4.3. Екі магнетик шекарасындағы шарттар

     магнит өтімділігі әртүрлі екі біртекті изотропты магнетиктердің шекарасында өткізгіштік тогы жоқ деп шартталған.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43-сурет

 

биіктігі шексіз аз, ауданы  табандары шекараның екі жағында орналасқан цилиндр болсын деп ұйғарылған. (43-сурет). шамасы өте аз цилиндр табаны аумағындавекторы бірдей болады  деп алып,  және  векторларының нормаль құраушыларына гаусс теоремасын қолданса:

                                          

 

 және  – бөлген бетке тікелей жақын 1-ші және 2-ші магнетиктегі  векторының нормаль құраушылары,

 және   –  нормальдары цилиндр табандарына қарсы бағытталған.     

сонда:                    

 векторының проекциясын  векторының проекциясымен алмастырғанда,

,       ,

 

осыдан:

                                              (158)

екі магнетик шекарасы маңында тік бұрышты тұйық  abcd контуры                                                          

 

 

 

 

 

 

44-сурет

 

үшін (44-сурет),  векторының циркуляциясы:

 

.

 

осыдан:

.

 

ab және cd бойынша алынған интегралдар таңбасы интегралдау бағыты қарама-қарсы болғандықтан әртүрлі, ал шекараға перпендикуляр bc және  da бөліктері бойынша шексіз аз. сонда:

                       .                                                  (159)

 

кернеулік  векторының тангенциал құраушыларын индукция  векторының тангенциал құраушыларымен алмастырғанда:

                                       ,   ,  

 

мына қатынас шығады:

                                                                                              (160)

қорыта келгенде, (158) – (160) шарттардан: екі магнетиктің шекарасынан өткенде  векторының нормаль   құраушысы мен  векторының тангенциал  құраушысы  үздіксіз өзгереді, ал   векторының тангенциал   құраушысы мен  векторларының нормаль   құраушысы  секірмелі өзгереді, яғни  сызықтары (сәйкесінше  сызықтары) үшін екі магнетик шекарасында сыну заңы мына түрде жазылады:

                                 (161)

 

осыдан шығатын тұжырым: магнит өтімділігі үлкен затқа кіргенде магнит индукция сызықтары нормальдан бетке қарай ауытқиды.

 

 

4.4. Ферромагнетиктердің табиғаты

     ферромагнетиктер –   күшті магниттелетін кристалл заттар . басқа магнетиктерден ерекше қасиеті – ферромагнетиктер сыртқы магнит өрісі болмаған жағдайларда да басқа тосын  әсерлерден (температураның өзгеруі, деформация,  т.б.)  магниттелуге қабілетті.

 

 

     әлсіз және күшті магниттік заттардың магниттелуінің магнит өрісінің кернеулігіне тәуелділігі

     әлсіз магниттік заттар – диамагнетиктер, парамагнетиктер – үшін  тәуелділігі сызықты  сипатталады (45-сурет).

 

 

 

 

                                                   

45-сурет

 

ферромагнетикте магнит өрісінің кернеулігі артуымен магниттелу бастапқы кезде тез өсіп, барып баяулайды, содан кейін  өрістің белгілі бір шамасында    қанығуға жетеді.

 

     ферромагнетиктің магниттік өтімділігінің магнит өрісінің кернеулігіне тәуелділігі

     ферромагнетиктің ерекше қасиеттерінің бірі  шамасының үлкен болуымен қатар (мысалы, темір үшін 5000, супермаллое қорытпасы үшін 800000), оның магниттік кернеулікке тәуелділігі (46-сурет).

                                                                      магнит өрісінің кернеулігі   

            өсуімен  шамасы  бастапқы 

        кезде   тез артып, максимал 

              мәнге жеткен соң күшті магнит

         өрісінде 1-ге ұмтылатындай

               кеми   бастайды:

 

 

             

                       46-сурет                                 сондықтан   болғанда, кернеулігі  өсуімен қатынас  ал 

 

     кюри нүктесі – ферромагнетиктің өзінің ерекше қасиетін жоғалтып, парамагнетикке  айналатын температура.

ферромагнетиктің парамагнетикке түрлену құбылысында жылу мөлшері жұтылмайды және бөлініп шықпайды, яғни  кюри нүктесінде іі текті фазалық ауысу орындалады. әр ферромагнетик  үшін кюри температурасы әр түрлі мысалы, никель үшін т_к= 631к, темір үшін т_к= 1050к. кюри нүктесінен жоғары температурада қалыпты парамагнетикке түрленуінде заттың магниттік алғырлығы кюри– вейсс заңымен анықталады:

                                              (162)

 

мұндағы с – кюри тұрақтысы, ол заттың тегіне байланысты.

    

     домéндер – ферромагнетиктің кюри нүктесінен төмен температурада өздігінен (спонтанды) біртекті қаныға магниттелетін ұсақ  көлемді облыстары. домендердің сызықтық өлшемі   10^–510^–4 м шамасында. сыртқы магнит өрісі жоқ кезде жеке домендердің магниттік моменттері  түрліше ретсіз бағытталған (47-1-сурет), содан ферромагнетиктің қортқы магниттік моменті нөлге тең. сыртқы магнит өрісі  ықпалымен домендердің магниттік моменттері секірмелі түрде бағдарланады.

 

47-сурет

 

     ферромагнетиктердің магниттік қасиеттері электрондардың спиндік магниттік моменттерімен түсіндіріледі және тек кристалл заттар ғана ферромагнетик бола алады. кристалл атомдарында  ішкі электрондық қабықшалары толық құрылмаған, яғни олардың компенсацияланбаған (өтелмеген)  спиндік моменті бар. белгілі бір жағдайларда көршілес атомдардың электрондарының арасында бір доменнің көлемінде электрондардың спиндерін параллель бағыттайтын алмасу күштерініңәсерінен спонтанды магниттелу  орындалады. алмасу күштеріэлектронның толқындық қасиетімен шартталған табиғаты ерекше квантты-механикалық күш.

      магниттік гистерезис – магниттеуші өріс кернеулігінің бірдей мәнінде ферромагнетиктің алдын-ала магниттелген дәрежесіне тәуелді магниттелу мәндерінің әр түрлі болуы.

      гистерезис тұзағы – ферромагнетиктің магниттелуінің және кері процесс– магнитсізденуінің сыртқы магниттеуші өрістің кернеулігіне тәуелділігін сипаттайтын  график.

     егер ферромагнетикті сыртқы магнит өрісінде қанықтыра магниттеп    (48-суретте 1-қисық сызық), өріс кернеулігін біртіндеп азайтса, кері  процесс –магнитсіздену –  (48-суретте 2-қисық), магниттелуден біршама кешігіп отырады. сыртқы өріс әсері тоқтағанда , ферромагнетикте белгілі бір дәрежеде магнит өрісі – қалдық магниттелу  –  сақталады.

 

 

                                               48-сурет

 

     коэрцитивтік күш   – қалдық магниттелуді жоюға қажет кері бағытталған магнит өрісінің кернеулігі.