آهن ربا دو وجود دارد انواع متفاوت... برخی از آنها آهنرباهای دائمی هستند که از مواد "سخت مغناطیسی سخت" ساخته شده اند. خواص مغناطیسی آنها با استفاده از منابع یا جریانهای خارجی ارتباطی ندارد. نوع دیگر به اصطلاح آهنرباهای مغناطیسی با هسته آهن "مغناطیسی نرم" است. میدانهای مغناطیسی که آنها ایجاد می کنند عمدتا به این دلیل است که جریان الکتریکی از سیم سیم پیچ که هسته را احاطه کرده عبور می کند.

قطب های مغناطیسی و میدان مغناطیسی.

خواص مغناطیسیآهنربای میله ای بیشتر در انتهای آن قابل مشاهده است. اگر چنین آهنربایی توسط قسمت میانی معلق باشد تا بتواند آزادانه در سطح افقی بچرخد ، آنگاه تقریباً مطابق جهت شمال و جنوب خواهد بود. انتهای میله ای که به سمت شمال نشان می دهد قطب شمال و انتهای مخالف آن قطب جنوب نامیده می شود. قطب های مخالف دو آهن ربا به یکدیگر جذب می شوند و قطب های مشابه به طور متقابل دفع می شوند.

اگر یک میله آهن غیر مغناطیسی به یکی از قطب های آهن ربا نزدیک شود ، دومی به طور موقت مغناطیس می شود. در این حالت ، قطب نوار مغناطیسی نزدیک به قطب آهن ربا در مقابل نام و قطب دور نیز به همین نام خواهد بود. جاذبه بین قطب آهن ربا و قطب مخالف ناشی از آن در نوار و توضیح عملکرد آهنربا. برخی از مواد (مانند فولاد) خود پس از نزدیک شدن به آهنربای دائمی یا الکترومغناطیس به آهنربای دائمی ضعیف تبدیل می شوند. یک میله فولادی را می توان به سادگی با کشیدن انتهای آهنربای دائمی میله در امتداد انتهای آن ، مغناطیس کرد.

بنابراین ، آهن ربا آهنرباهای دیگر و اجسام ساخته شده از مواد مغناطیسی را بدون تماس با آنها جذب می کند. این عمل در فاصله با وجود در فضا در اطراف آهنربا توضیح داده می شود میدان مغناطیسی... ایده ای از شدت و جهت این میدان مغناطیسی را می توان با پاشیدن براده های آهنی روی یک ورق مقوا یا شیشه ای که روی آهنربا قرار گرفته است بدست آورد. خاک اره به صورت زنجیره ای در جهت میدان قرار می گیرد و تراکم خطوط خاک اره با شدت این میدان مطابقت دارد. (ضخیم ترین آنها در انتهای آهنربا ، جایی که میدان مغناطیسی قوی ترین است) هستند.

M. فارادی (1791-1867) مفهوم خطوط القایی بسته برای آهن ربا را معرفی کرد. خطوط القایی از آهن ربا در فضای اطراف به بیرون می روند قطب شمال، در y مغناطیس گنجانده شده است قطب جنوبو از داخل قطب آهن از قطب جنوب به شمال عبور کرده و یک حلقه بسته را تشکیل دهید. مجموع خطوط القایی که از آهنربا خارج می شوند شار مغناطیسی نامیده می شود. چگالی شار مغناطیسی یا القای مغناطیسی ( V) ، برابر با تعداد خطوط القایی است که در امتداد نرمال از یک ناحیه ابتدایی به اندازه واحد عبور می کنند.

القای مغناطیسی نیرویی را که میدان مغناطیسی بر روی رسانایی که جریان در آن واقع شده است ، تعیین می کند. اگر هادی که جریان از طریق آن جریان می یابد من، عمود بر خطوط استقراء قرار دارد ، سپس ، طبق قانون آمپر ، نیرو افعمل بر روی هادی عمود بر میدان و هادی است و متناسب با القای مغناطیسی ، قدرت جریان و طول هادی است. بنابراین ، برای القای مغناطیسی بمی توانید یک عبارت بنویسید

جایی که اف- نیروی در نیوتن ، من- جریان در آمپر ، ل- طول بر حسب متر واحد اندازه گیری القای مغناطیسی تسلا (T) است.

گالوانومتر

گالوانومتر یک ابزار حساس برای اندازه گیری جریانهای ضعیف است. گالوانومتر از گشتاور ایجاد شده توسط برهم کنش آهنربای دائمی نعل اسبی با سیم پیچ کوچک حامل جریان (الکترومغناطیس ضعیف) معلق در شکاف بین قطب های آهن ربا استفاده می کند. گشتاور و در نتیجه انحراف سیم پیچ متناسب با جریان و القای مغناطیسی کل در فاصله هوا است ، به طوری که مقیاس دستگاه با انحرافات کوچک سیم پیچ تقریباً خطی است.

نیروی مغناطیسی و قدرت میدان مغناطیسی.

در مرحله بعد ، یک مقدار دیگر باید معرفی شود که عملکرد مغناطیسی را مشخص می کند جریان الکتریسیته... فرض کنید جریانی از سیم یک سیم پیچ بلند که حاوی مواد مغناطیسی است عبور می کند. نیروی مغناطیسی حاصل جریان الکتریکی در سیم پیچ با تعداد دور آن است (این نیرو بر حسب آمپر اندازه گیری می شود ، زیرا تعداد دورها یک کمیت بدون بعد است). قدرت میدان مغناطیسی حبرابر با نیروی مغناطیسی در واحد طول سیم پیچ. بنابراین ، مقدار حاندازه گیری آمپر در متر ؛ این میزان مغناطش به دست آمده توسط مواد داخل سیم پیچ را تعیین می کند.

در خلاء ، القای مغناطیسی بمتناسب با قدرت میدان مغناطیسی ح:

جایی که متر 0 - به اصطلاح ثابت مغناطیسی دارای ارزش جهانی 4 پ H 10 -7 H / m در بسیاری از مواد ، ارزش بتقریبا متناسب ح... با این حال ، در مواد فرومغناطیس ، نسبت بین بو حکمی پیچیده تر (که در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت).

در شکل 1 یک الکترومغناطیس ساده برای گرفتن بارها نشان می دهد. منبع انرژی یک باتری قابل شارژ است جریان مستقیم... شکل همچنین خطوط نیروی میدان الکترومغناطیس را نشان می دهد که با روش معمول براده های آهن قابل تشخیص است.

الکترومغناطیس های بزرگ با هسته های آهنی و تعداد بسیار زیادی دور آمپر ، که در حالت پیوسته کار می کنند ، دارای نیروی مغناطیسی زیادی هستند. آنها القایی مغناطیسی تا 6 T بین قطب ها ایجاد می کنند. این القاء تنها با تنش های مکانیکی ، گرم شدن سیم پیچ ها و اشباع مغناطیسی هسته محدود می شود. تعدادی الکترومغناطیس غول پیکر (بدون هسته) با خنک کننده آب و همچنین تاسیساتی برای ایجاد میدان مغناطیسی پالسی توسط P.L.Kapitza (1894-1984) در کمبریج و در موسسه طراحی شد. مشکلات جسمیآکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی و F. Bitter (1962-1902) در ماساچوست موسسه فناوری... در چنین آهن رباهایی می توان به القاء تا 50 T رسید. در آزمایشگاه ملی لوسالاموس ، یک الکترومغناطیس نسبتاً کوچک ، تولید میدان تا 6.2 T ، مصرف 15 کیلووات توان الکتریکی و خنک شدن توسط هیدروژن مایع ، ایجاد کرد. چنین زمینه هایی در دمای انجماد به دست می آیند.

نفوذپذیری مغناطیسی و نقش آن در مغناطیس.

نفوذپذیری مغناطیسی مترکمیتی است که ویژگی های مغناطیسی یک ماده را مشخص می کند. فلزات فرو مغناطیسی Fe ، Ni ، Co و آلیاژهای آنها حداکثر نفوذپذیری بسیار بالایی دارند - از 5000 (برای آهن) تا 800000 (برای سوپرآلیاژ). در چنین موادی با قدرت میدان نسبتاً کم حالقائات بزرگ رخ می دهد ب، اما رابطه بین این کمیت ها ، به طور کلی ، به دلیل پدیده های اشباع و پسماند ، که در زیر مورد بحث قرار می گیرد ، غیر خطی است. مواد فرومغناطیس به شدت توسط آهن ربا جذب می شوند. آنها خواص مغناطیسی خود را در دمای بالاتر از نقطه کوری (770 درجه سانتی گراد برای Fe ، 358 درجه سانتی گراد برای نیکل ، 1120 درجه سانتی گراد برای Co) از دست می دهند و مانند پارامغناطیس رفتار می کنند ، که برای آنها القاء بتا مقادیر کششی بسیار بالا حمتناسب با آن - دقیقاً به همان روشی که در خلا اتفاق می افتد. بسیاری از عناصر و ترکیبات در هر درجه حرارت پارامغناطیس هستند. مواد پارامغناطیسی با این واقعیت مشخص می شوند که در یک میدان مغناطیسی خارجی مغناطیسی می شوند. اگر این میدان خاموش باشد ، پارامغناطیس به حالت غیر مغناطیسی برمی گردد. مغناطیس در فرومغناطیس حتی پس از خاموش شدن میدان خارجی حفظ می شود.

در شکل 2 یک حلقه هیسترزیس معمولی برای یک ماده مغناطیسی سخت (با اتلاف زیاد) نشان می دهد. این ویژگی وابستگی مبهم مغناطش یک ماده مغناطیسی با شدت میدان مغناطیسی را مشخص می کند. با افزایش قدرت میدان مغناطیسی از نقطه اولیه (صفر) ( 1 ) مغناطیسی شدن در امتداد خط چین انجام می شود 1 –2 ، و مقدار متربا افزایش مغناطش نمونه افزایش می یابد. در نقطه 2 اشباع رسیده است ، یعنی با افزایش بیشتر تنش ، مغناطیس دیگر افزایش نمی یابد. اگر اکنون به تدریج مقدار را کاهش دهیم حبه صفر ، سپس منحنی ب(ح) دیگر مسیر قبلی را دنبال نمی کند ، بلکه از نقطه عبور می کند 3 ، به عنوان مثال ، "حافظه" مطالب در مورد " تاریخ گذشته"، از این رو نام" hysteresis "را دارد. بدیهی است ، در این مورد ، مقداری مغناطش باقی مانده حفظ می شود (بخش 1 –3 ) پس از تغییر جهت میدان مغناطیسی به عکس ، منحنی V (ح) از نقطه عبور می کند 4 ، و بخش ( 1 )–(4 ) مربوط به نیروی قهری است که از مغناطیس زدایی جلوگیری می کند. رشد بیشتر ارزشها (- ح) منحنی پسماند را به ربع سوم - بخش می آورد 4 –5 ... کاهش بعدی ارزش (- ح) به صفر و سپس افزایش مقادیر مثبت حمنجر به بسته شدن حلقه پسماند از طریق نقاط می شود 6 , 7 و 2 .

مواد سخت مغناطیسی با یک حلقه هیسترزیس وسیع که ناحیه وسیعی از نمودار را پوشش می دهد ، مشخص می شوند و بنابراین با مقادیر زیادی از مغناطش باقی مانده (القای مغناطیسی) و نیروی اجباری مطابقت دارند. یک حلقه باریک پسماند (شکل 3) مشخصه مواد مغناطیسی نرم مانند فولاد ملایم و آلیاژهای خاص با نفوذپذیری مغناطیسی بالا است. چنین آلیاژهایی با هدف کاهش اتلاف انرژی ناشی از پسماند ایجاد شد. اکثر این آلیاژهای خاص ، مانند فریت ها ، دارای مقاومت الکتریکی بالایی هستند که نه تنها تلفات مغناطیسی ، بلکه الکتریسیته ناشی از جریان های گردابی را نیز کاهش می دهد.

مواد مغناطیسی با نفوذپذیری بالا با بازپختی که در دمای حدود 1000 درجه سانتی گراد نگه داشته می شود ، تولید می شود و سپس با خنک شدن (سرد شدن تدریجی) در دمای اتاق تولید می شود. در عین حال ، عملیات مکانیکی و حرارتی اولیه و همچنین عدم وجود ناخالصی در نمونه ، بسیار مهم است. برای هسته های ترانسفورماتور در آغاز قرن 20. فولادهای سیلیکونی توسعه یافته اند ، اندازه مترکه با افزایش محتوای سیلیسیم افزایش یافت. بین سالهای 1915 تا 1920 ، پرمالی (آلیاژهای Ni-Fe) با یک حلقه هیسترزیس باریک و تقریبا مستطیلی مشخص ظاهر شد. به ویژه مقادیر بالای نفوذپذیری مغناطیسی متربا ارزشهای کوچک حآلیاژهای hypernik (50٪ Ni، 50٪ Fe) و mu-metal (75٪ Ni، 18٪ Fe، 5٪ Cu، 2٪ Cr) تفاوت دارند ، در حالی که در پرمینوار (45٪ Ni، 30٪ Fe، 25٪ Co ) ارزش مترعملاً در طیف گسترده ای از قدرت میدان ثابت است. در میان مواد مغناطیسی مدرن ، باید به سوپرمالا - آلیاژی با بیشترین نفوذپذیری مغناطیسی اشاره کرد (حاوی 79٪ Ni ، 15٪ Fe و 5٪ Mo).

نظریه های مغناطیس

برای اولین بار ، این ایده که پدیده های مغناطیسی در نهایت به الکتریسیته می رسند ، در آمپر در سال 1825 بوجود آمد ، هنگامی که وی ایده جریان های داخلی بسته را که در هر اتم یک آهنربا در حال گردش بودند بیان کرد. با این حال ، بدون تأیید تجربی وجود چنین جریانهایی در ماده (الکترون توسط J. Thomson فقط در 1897 کشف شد و توضیحات ساختار اتم توسط رادرفورد و بور در 1913 ارائه شد) ، این نظریه "محو شد ”. در سال 1852 دبلیو وبر پیشنهاد کرد که هر اتم ماده مغناطیسییک آهنربای کوچک یا دوقطبی مغناطیسی است ، به طوری که مغناطیس شدن کامل یک ماده زمانی حاصل می شود که همه آهن رباهای اتمی به ترتیب مرتب شوند (شکل 4 ، ب) وبر معتقد بود که "اصطکاک" مولکولی یا اتمی به این آهنرباهای اولیه کمک می کند تا نظم خود را به رغم تأثیر مخرب ارتعاشات حرارتی حفظ کنند. نظریه وی قادر به مغناطیس سازی اجسام در تماس با آهن ربا و همچنین مغناطیس شدن آنها در هنگام برخورد یا گرم شدن بود. سرانجام ، "ضرب" آهن ربا هنگامی که یک سوزن مغناطیسی یا میله مغناطیسی به قطعه قطعه شد نیز توضیح داده شد. با این حال ، این نظریه نه منشا آهنرباهای اولیه ، و نه پدیده های اشباع و پسماند را توضیح نداده است. نظریه وبر در سال 1890 توسط J. Ewing تصحیح شد ، وی فرضیه اصطکاک اتمی خود را با ایده نیروهای محدود کننده بین اتمی که به حفظ نظم دوقطبی های اولیه که یک آهنربای دائمی را تشکیل می دهند ، جایگزین کرد.

رویکرد به مسئله ، که یک بار توسط آمپر پیشنهاد شد ، در سال 1905 ، هنگامی که P. Langevin رفتار مواد پارامغناطیسی را توضیح داد و به هر اتم یک جریان الکترونی بدون جبران داخلی نسبت داد ، زندگی دوم را انجام داد. به گفته لانگوین ، این جریانها هستند که آهنرباهای کوچکی را تشکیل می دهند ، به طور تصادفی جهت گیری می کنند ، در حالی که هیچ میدان خارجی وجود ندارد ، اما پس از اعمال یک جهت منظم به دست می آیند. در این مورد ، رویکرد سفارش کامل مطابق با اشباع آهنربایی است. علاوه بر این ، لانگوین مفهوم یک گشتاور مغناطیسی را ارائه کرد که برای یک آهنربای اتمی منفرد با فاصله "دو قطب" حاصل "بار مغناطیسی" یک قطب است. بنابراین ، مغناطیس ضعیف مواد پارامغناطیسی ناشی از کل گشتاور مغناطیسی ایجاد شده توسط جریانهای الکترونی جبران نشده است.

در سال 1907 ، P. Weiss مفهوم "دامنه" را معرفی کرد ، که سهم مهمی در آن شد نظریه مدرنمغناطیس وایس قلمروهایی را در قالب "مستعمرات" کوچک اتم ها تصور می کند ، که در آن گشتاورهای مغناطیسی همه اتم ها ، بنا به دلایلی ، مجبورند جهت گیری یکسانی را حفظ کنند ، به طوری که هر حوزه تا اشباع مغناطیسی می شود. یک دامنه جداگانه می تواند ابعاد خطی 0.01 میلی متر و بر این اساس حجم سفارش 10-6 میلی متر 3 داشته باشد. دامنه ها توسط دیوارهای به اصطلاح بلوخ جدا می شوند که ضخامت آنها از 1000 بعد اتمی تجاوز نمی کند. "دیوار" و دو حوزه متضاد با هم به صورت شماتیک در شکل نشان داده شده است. 5- چنین دیوارهایی "لایه های گذار" هستند که جهت مغناطیس شدن دامنه در آنها تغییر می کند.

به طور کلی ، سه بخش را می توان بر روی منحنی مغناطش اولیه تشخیص داد (شکل 6). در قسمت اولیه ، دیوار تحت تأثیر یک میدان خارجی از طریق ضخامت ماده حرکت می کند تا با نقصی مواجه شود. شبکه کریستالیکه او را متوقف می کند با افزایش قدرت میدان ، می توانید دیوار را مجبور به حرکت بیشتر ، از طریق بخش میانی بین خطوط تیز کنید. اگر قدرت میدان دوباره به صفر برسد ، دیوارها دیگر به موقعیت اولیه خود بر نمی گردند ، به طوری که نمونه تا حدی مغناطیسی باقی می ماند. این امر پسماند آهنربا را توضیح می دهد. در انتهای منحنی ، فرآیند با اشباع مغناطیس شدن نمونه به دلیل ترتیب مغناطش در داخل آخرین حوزه های بی نظم به پایان می رسد. این روند تقریباً برگشت پذیر است. سختی مغناطیسی با موادی نشان داده می شود که در آنها شبکه اتمی دارای نقایص زیادی است که مانع حرکت دیوارهای بین حوزه ای می شود. این را می توان با عملیات مکانیکی و حرارتی ، به عنوان مثال با فشرده سازی و پخت بعدی مواد پودری به دست آورد. در آلیاژهای آلنیکو و آنالوگهای آنها ، با ترکیب فلزات در یک ساختار پیچیده ، نتیجه یکسانی حاصل می شود.

علاوه بر مواد پارامغناطیس و فرو مغناطیس ، موادی وجود دارند که به اصطلاح خواص ضد فرومغناطیس و فرو مغناطیس دارند. تفاوت بین این انواع مغناطیس در شکل نشان داده شده است. 7. بر اساس مفهوم حوزه ها ، پارامغناطیس را می توان پدیده ای دانست که ناشی از وجود گروه های کوچکی از دوقطبی های مغناطیسی در مواد است ، که در آنها دو قطبی های فردی بسیار ضعیف با یکدیگر تعامل دارند (یا اصلاً برهم کنش ندارند) و بنابراین ، در غیاب میدان خارجی ، فقط جهت های تصادفی را فرض کنید (شکل 7 ، آ) در مواد فرو مغناطیسی ، در هر حوزه ، یک تعامل قوی بین دو قطبی ها وجود دارد که منجر به همترازی موازی آنها می شود (شکل 7 ، ب) در مقابل ، در مواد ضد فرومغناطیسی ، برهم کنش بین دوقطبی های جداگانه منجر به هم ترازی منظم آنها می شود ، به طوری که کل گشتاور مغناطیسی هر حوزه صفر است (شکل 7 ، v) سرانجام ، در مواد فرو مغناطیسی (به عنوان مثال ، فریت ها) ، ترتیب موازی و ضد موازی وجود دارد (شکل 7 ، G) ، که منجر به مغناطیس ضعیف می شود.

دو مورد قانع کننده وجود دارد تأیید تجربیوجود دامنه ها اولین آنها به اصطلاح اثر بارخازن است ، دومی روش شکل پودری است. در سال 1919 ، G. Barkhausen ثابت کرد که هنگامی که یک میدان خارجی روی نمونه ای از یک ماده فرو مغناطیسی اعمال می شود ، مغناطش آن در قسمتهای کوچک گسسته تغییر می کند. از نظر نظریه حوزه ، این چیزی نیست جز پیشرفت ناگهانی دیوار بین حوزه ای ، که با نقایص فردی روبرو می شود که آن را در راه خود به تأخیر می اندازد. این اثر معمولاً با سیم پیچ که میله یا سیم فرومغناطیس در آن قرار می گیرد ، تشخیص داده می شود. اگر یک آهنربای قوی به طور متناوب به نمونه آورده و از نمونه خارج شود ، نمونه مغناطیسی و مغناطیس مجدد می شود. تغییرات ناگهانی در مغناطش نمونه باعث تغییر شار مغناطیسی از طریق سیم پیچ می شود و جریان القایی در آن برانگیخته می شود. ولتاژ تولید شده در این سیم پیچ تقویت شده و به ورودی یک جفت هدفون آکوستیک تغذیه می شود. کلیک هایی که از طریق هدفون شنیده می شود نشان دهنده تغییر ناگهانی در آهنربایی است.

برای آشکارسازی ساختار دامنه آهنربا با استفاده از شکل های پودری ، یک قطره از سوسپانسیون کلوئیدی یک پودر فرو مغناطیسی (معمولاً Fe 3 O 4) بر روی سطح صیقل داده شده از یک ماده مغناطیسی اعمال می شود. ذرات پودر عمدتا در مکانهای حداکثر ناهمگن میدان مغناطیسی - در مرزهای حوزه ها ذخیره می شوند. این ساختار را می توان در زیر میکروسکوپ مورد مطالعه قرار داد. روشی نیز بر اساس انتقال نور قطبی از طریق یک ماده فرومغناطیس شفاف پیشنهاد شد.

نظریه اصلی مغناطیس گرایی وایس در ویژگی های اصلی آن تا به امروز اهمیت خود را حفظ کرده است ، اما تفسیری به روز شده بر اساس مفهوم چرخش الکترون های جبران نشده به عنوان عامل تعیین کننده مغناطیس اتمی دریافت کرده است. فرضیه وجود یک لحظه ذاتی الکترون در سال 1926 توسط S. Goudsmit و J. Uhlenbeck مطرح شد و در حال حاضر الکترونها به عنوان حامل های اسپین هستند که به عنوان "آهنرباهای اولیه" در نظر گرفته می شوند.

برای روشن شدن این مفهوم ، (شکل 8) یک اتم آهن آزاد - یک ماده فرومغناطیس معمولی را در نظر بگیرید. دو پوسته آن ( کو ال) ، نزدیکترین به هسته ، با الکترون پر شده است ، و اولین آنها شامل دو و دوم - هشت الکترون است. V کپوسته ، چرخش یکی از الکترون ها مثبت است ، و دیگری منفی است. V الپوسته (به طور دقیق تر ، در دو زیر پوسته آن) ، چهار از هشت الکترون دارای اسپین مثبت و چهار تای دیگر دارای اسپین منفی هستند. در هر دو حالت ، چرخش الکترون ها در یک پوسته به طور کامل جبران می شود ، به طوری که کل گشتاور مغناطیسی صفر است. V مپوسته ، وضعیت متفاوت است ، زیرا از شش الکترون موجود در زیر پوسته سوم ، پنج الکترون دارای چرخش در یک جهت و تنها ششمین در جهت دیگر است. در نتیجه ، چهار چرخش جبران نشده باقی می ماند ، که ویژگی های مغناطیسی اتم آهن را تعیین می کند. (در خارج Nپوسته ، فقط دو الکترون ظرفیتی وجود دارد که در مغناطیس اتم آهن نقش ندارند.) مغناطیس دیگر فرومغناطیس ها ، مانند نیکل و کبالت ، به روشی مشابه توضیح داده شده است. از آنجایی که اتم های همسایه در نمونه آهن به شدت با یکدیگر در تعامل هستند و الکترون های آنها تا حدی جمع آوری شده است ، این توضیح را باید فقط به عنوان یک نمودار گویا ، اما بسیار ساده از وضعیت واقعی در نظر گرفت.

نظریه مغناطیس اتمی ، بر اساس در نظر گرفتن چرخش الکترون ، توسط دو آزمایش ژیرومغناطیس جالب پشتیبانی می شود که یکی از آنها توسط A. Einstein و W. de Haas و دیگری توسط S. Barnett انجام شده است. در اولین آزمایش ، یک استوانه ساخته شده از مواد فرومغناطیس همانطور که در شکل نشان داده شده است ، معلق شد. 9. اگر جریانی از سیم سیم پیچ عبور کند ، سیلندر حول محور خود می چرخد. هنگامی که جهت جریان (و از این رو میدان مغناطیسی) تغییر می کند ، در جهت مخالف می چرخد. در هر دو حالت ، چرخش استوانه به دلیل ترتیب چرخش الکترون است. در آزمایش بارنت ، برعکس ، یک استوانه معلق ، که به شدت در حالت چرخش قرار گرفته است ، در غیاب میدان مغناطیسی مغناطیس می شود. این اثر با این واقعیت توضیح داده می شود که هنگام چرخش آهنربا ، یک لحظه ژیروسکوپی ایجاد می شود ، که تمایل دارد گشتاورهای چرخشی را در جهت محور چرخش خود بچرخاند.

برای توضیح کاملتر درباره ماهیت و منشأ نیروهای کوتاه برد که به دنبال آهنرباهای اتمی مجاور هستند و با اثرات نامنظم حرکت حرارتی مقابله می کند ، باید به مکانیک کوانتومی... توضیح کوانتوم مکانیکی در مورد ماهیت این نیروها در سال 1928 توسط W. Heisenberg ارائه شد ، که وجود تعاملات مبادله ای بین اتم های همسایه را فرض کرد. بعداً ، G. Bethe و J. Slater نشان دادند که نیروهای تبادل با کاهش فاصله بین اتم ها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد ، اما پس از رسیدن به حداقل فاصله بین اتمی ، آنها به صفر می رسند.

خواص مغناطیسی ماده

یکی از اولین مطالعات گسترده و سیستماتیک در مورد خواص مغناطیسی ماده توسط P. Curie انجام شد. او دریافت که بر اساس خواص مغناطیسی ، همه مواد را می توان به سه دسته تقسیم کرد. مورد اول شامل موادی با خواص مغناطیسی مشخص ، مشابه آهن است. چنین موادی فرومغناطیس نامیده می شود. میدان مغناطیسی آنها در فواصل قابل توجه قابل توجه است ( سانتی متر. در بالا) طبقه دوم شامل موادی به نام پارامغناطیس است. خواص مغناطیسی آنها به طور کلی شبیه به مواد فرومغناطیس است ، اما بسیار ضعیف تر است. به عنوان مثال ، نیروی جاذبه به قطب های یک آهنربای قدرتمند می تواند یک چکش آهنی را از دست شما بیرون بکشد ، و به عنوان یک قاعده ، یک تعادل تحلیلی بسیار حساس برای تشخیص جاذبه یک ماده پارامغناطیس به همان آهن ربا وجود دارد. مورد نیاز آخرین و سومین طبقه شامل مواد موسوم به دیامغناطیس است. آنها توسط یک آهنربای الکتریکی دفع می شوند ، یعنی نیروی وارد بر دیامغناطیس برعکس نیرویی است که بر فروآهن و پارامغناطیس اعمال می کند.

اندازه گیری خواص مغناطیسی

در مطالعه خواص مغناطیسی ، اندازه گیری دو نوع مهم ترین است. اولین مورد اندازه گیری نیروی وارد بر نمونه در نزدیک آهنربا است. به این ترتیب مغناطش نمونه تعیین می شود. مورد دوم شامل اندازه گیری فرکانس های "تشدید" مرتبط با مغناطیس شدن یک ماده است. اتم ها "ژیروسکوپ" های کوچکی هستند و در یک میدان مغناطیسی (با یک فرکانس قابل اندازه گیری) مانند یک قله معمولی تحت تأثیر گشتاور ایجاد شده توسط گرانش پیش می روند. علاوه بر این ، نیرویی بر ذرات باردار آزاد که در زاویه راست به خطوط القایی مغناطیسی حرکت می کنند ، و همچنین بر جریان الکترون در یک رسانا ، عمل می کند. باعث حرکت ذره در مداری دایره ای می شود که شعاع آن با بیان مشخص می شود

R = mv/eB,

جایی که متر- جرم ذرات ، v- سرعت آن ، هآیا شارژ آن است ، و ب- القای مغناطیسی میدان. فراوانی چنین حرکت دایره ایبرابر است با

جایی که fاندازه گیری شده با هرتز ، ه- در آویز ، متر- در کیلوگرم ، ب- در تسلا این فرکانس حرکت ذرات باردار در یک ماده در میدان مغناطیسی را مشخص می کند. هر دو نوع حرکت (پیشروی و حرکت در مدارهای دایره ای) را می توان با میدانهای متناوب با فرکانسهای تشدید برابر با فرکانسهای "طبیعی" مشخصه یک ماده مشخص تحریک کرد. در حالت اول ، طنین مغناطیسی و در حالت دوم سیکلوترون نامیده می شود (به دلیل شباهت با حرکت چرخه ای ذره زیر اتمی در سیکلوترون).

در مورد خواص مغناطیسی اتم ها ، لازم است به حرکت زاویه ای آنها توجه ویژه ای شود. میدان مغناطیسی روی دوقطبی اتمی دوار عمل می کند و می خواهد آن را بچرخاند و آن را موازی میدان قرار دهد. در عوض ، اتم شروع به پیشروی در جهت میدان (شکل 10) با فرکانسی می کند که به گشتاور دوقطبی و قدرت میدان اعمال شده بستگی دارد.

پیشرفت اتمی به طور مستقیم قابل مشاهده نیست ، زیرا همه اتم های نمونه در مرحله ای متفاوت هستند. اگر از یک میدان متناوب کوچک که عمود بر میدان مرتب سازی ثابت است ، استفاده کنیم ، یک رابطه فاز مشخص بین اتم های پیش ساز برقرار می شود و مجموع گشتاور مغناطیسی آنها با فرکانسی برابر با فرکانس پیش فرض گشتاورهای مغناطیسی منفرد شروع می کند. مهم است سرعت زاویهایتقدم به عنوان یک قاعده ، این مقدار از مقدار 10 10 هرتز / T برای مغناطش مرتبط با الکترونها و از مرتبه 10 7 Hz / T برای مغناطیس شدن همراه با بارهای مثبت در هسته اتمها است.

نمودار شماتیک یک مرکز برای مشاهده رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) در شکل نشان داده شده است. 11. ماده مورد مطالعه در یک میدان ثابت یکنواخت بین قطب ها وارد می شود. اگر در آن صورت ، با کمک یک سیم پیچ کوچک که لوله آزمایش را می پوشاند ، یک میدان فرکانس رادیویی برانگیخته شود ، می توان با یک فرکانس معادل برابر فرکانس برتری همه "ژیروسکوپ" های هسته ای در نمونه ، رزونانس به دست آورد. اندازه گیری ها شبیه به تنظیم گیرنده رادیویی با فرکانس یک ایستگاه خاص است.

روش های رزونانس مغناطیسی امکان بررسی نه تنها خواص مغناطیسی اتم ها و هسته های خاص ، بلکه خواص محیط آنها را نیز ممکن می سازد. واقعیت این است که میدانهای مغناطیسی در مواد جامدو مولکولها ناهمگن هستند ، زیرا توسط بارهای اتمی مخدوش می شوند و جزئیات منحنی رزونانس تجربی توسط میدان محلی در منطقه ای که هسته پیشین در آن قرار دارد تعیین می شود. این امر امکان مطالعه ویژگیهای ساختار یک نمونه خاص با روشهای رزونانس را ممکن می سازد.

محاسبه خواص مغناطیسی

القای مغناطیسی میدان زمین 0.5X 10 -4 T است ، در حالی که میدان بین قطب های یک آهنربای قوی حدود 2 T و بیشتر است.

میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط هرگونه پیکربندی جریانها را می توان با استفاده از فرمول Biot-Savart-Laplace برای القای مغناطیسی میدان ایجاد شده توسط عنصر فعلی محاسبه کرد. محاسبه میدان ایجاد شده توسط خطوط با اشکال مختلف و سیم پیچ های استوانه ای در بسیاری از موارد بسیار پیچیده است. در زیر فرمول هایی برای تعدادی مورد ساده آورده شده است. القای مغناطیسی (در teslas) میدان ایجاد شده توسط یک سیم مستقیم مستقیم با جریان من

میدان یک میله آهن مغناطیسی مشابه میدان خارجی یک شیر برقی طولانی با تعداد دور آمپر در واحد طول مربوط به جریان اتمها در سطح میله مغناطیسی است ، زیرا جریانهای داخل میله متقابلاً جبران می شوند (شکل 12). با نام آمپر ، چنین جریان سطحی آمپر نامیده می شود. قدرت میدان مغناطیسی ح الفایجاد شده توسط جریان آمپر برابر است با گشتاور مغناطیسی در واحد حجم میله م.

اگر یک میله آهنی به شیر برقی وارد شود ، علاوه بر این که جریان برقی یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند ح، ترتیب دوقطبی های اتمی در مواد مغناطیسی شده میله باعث ایجاد مغناطیس می شود م... در این حالت ، کل شار مغناطیسی با مجموع جریانهای واقعی و آمپر تعیین می شود ، به طوری که ب = متر 0(ح + ح الف)، یا ب = متر 0(H + M) نگرش م/حتماس گرفت حساسیت مغناطیسی و با حرف یونانی مشخص می شود ج; جیک کمیت بدون بعد است که توانایی یک ماده را برای مغناطیس شدن در میدان مغناطیسی مشخص می کند.

کمیت ب/حمشخصه خواص مغناطیسی مواد نفوذپذیری مغناطیسی نامیده می شود و با آن مشخص می شود m a، و m a = متر 0متر، جایی که m a- مطلق ، و متر- نفوذپذیری نسبی،

در مواد فرومغناطیس ، مقدار جمی تواند مقادیر بسیار بزرگی داشته باشد- تا 10 4 ё 10 6. کمیت جمواد پارامغناطیس کمی بیشتر از صفر و مواد دی مغناطیس کمی کمتر است. فقط در خلاء و در زمینه های بسیار ضعیف از نظر قدر جو مترثابت و مستقل از میدان خارجی هستند. وابستگی القایی باز جانب حمعمولاً غیر خطی است و نمودارهای آن ، به اصطلاح. منحنی های مغناطیسی برای مواد مختلف و حتی در دماهای مختلف می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد (نمونه هایی از چنین منحنی هایی در شکل 2 و 3 نشان داده شده است).

خواص مغناطیسی ماده بسیار پیچیده است و درک عمیق آنها مستلزم تجزیه و تحلیل کامل ساختار اتمها ، فعل و انفعالات آنها در مولکولها ، برخورد آنها در گازها و تأثیر متقابل آنها در جامدات و مایعات است. خواص مغناطیسی مایعات هنوز کمترین مطالعه شده است.

موادی که در نماینده مجلس قرار می گیرند رفتار متفاوتی دارند. تعدادی از مواد مانند طلا ، نقره ، مس ، روی و غیره MF را در داخل ماده کمی تضعیف می کنند. به آنها دیامغناطیس می گویند. پلاتین ، منیزیم ، آلومینیوم ، کروم ، پالادیوم ، فلزات قلیایی، اکسیژن و غیره ، برعکس ، MF را کمی افزایش می دهد. آنها پارامغناطیس نامیده می شوند.

موادی که در آنها MF ذاتی (داخلی) می تواند از MF خارجی که صدها و هزاران بار باعث ایجاد آن شده است فراتر از آهنرباهای مغناطیسی نامیده می شود. اینها شامل آهن است (Fe) ،کبالت (Co) ، نیکل (№), برخی از عناصر کمیاب خاکی و همچنین آلیاژهای مبتنی بر این عناصر.

در مهندسی برق ، مرسوم است که همه مواد را به مغناطیسی (فرو مغناطیس) و غیر مغناطیسی (دیامغناطیس و پارامغناطیس) تقسیم بندی کنیم.

از آنجا که MF در مواد غیر مغناطیسی هنگام قرار گرفتن در معرض MF خارجی عملا تغییر نمی کند ، آهنرباهای مغناطیسی مورد توجه خاصی هستند.

فرومغناطیس به دلیل وجود مناطق مغناطیسی در این ماده است - حوزه هایی که در آنها گشتاورهای مغناطیسی اتمها جهت یکسانی دارند. اساساً ، هر دامنه یک آهن ربا کوچک است.

فرومغناطیس شامل تعداد زیادیدامنه ها ، که در غیاب MF خارجی به صورت دلخواه جهت گیری می کنند ، به طوری که فرومغناطیس غیر مغناطیسی باقی می ماند. وقتی فرومغناطیس در یک MF خارجی قرار می گیرد ، حوزه ها شروع به جهت گیری در جهت خطوط نیروی MF خارجی می کنند. با افزایش بیشتر قدرت MF خارجی ، همه دامنه ها در امتداد خطوط نیروی MF ایجاد می شوند. اشباع مغناطیسی ایجاد می شود و آهنربایی به سختی افزایش می یابد. اگر ما در حال حاضر قدرت MF خارجی را به صفر برسانیم ، در این صورت جهت دامنه ها فقط تا حدی نقض می شود ، بنابراین ، مغناطش مغناطیس فرومغناطیس کاهش می یابد ، اما نه به صفر. برای از بین بردن مغناطش باقی مانده نمونه ، لازم است یک MF خارجی در جهت مخالف اعمال شود. قدرت چنین MF را نیروی اجباری می نامند NSبرای هر فرومغناطیس ، دمایی وجود دارد که خواص فرومغناطیس آن از بین می رود. نقطه کوری نامیده می شود. برای آهن ، نقطه کوری 768 درجه سانتی گراد ، برای نیکل - 358 درجه سانتی گراد ، و برای کبالت - 1120 درجه سانتی گراد است.

برای محاسبه چگالی شار مغناطیسی MF Vدر فرومغناطیس ، عبارتی استفاده می شود که توانایی مغناطیس کردن مواد را در نظر می گیرد ، B =| d 0 | l g H = |l a N ،جایی که ح- تنش MP خارجی ؛ x گرم- نفوذپذیری مغناطیسی نسبی مواد ؛ | i a - نفوذپذیری مغناطیسی مطلق مواد.

خواص آهنرباهای مغناطیسی در نظر گرفته می شود | q (. ، بنابراین ، برای فرومغناطیس »1 ، در حالی که برای مواد غیر مغناطیسی C ، = 1.

ویژگی های اصلی آهنرباهای فروم منحنی مغناطیسی شدن است B (H)و یک حلقه پسماند (شکل 6.5 ، a). برای به دست آوردن یک حلقه هیسترزیس ، لازم است که هموار افزایش یابد حاز صفر به / Y یکم ، و سپس کاهش از حقبل از -H

پس از یک سری چرخه مغناطیس ، یک منحنی بسته به دست می آید که به آن حلقه پسماند گفته می شود. در معانی مختلف/ در حداکثر ، خانواده ای از حلقه های پسماند بدست می آید (شکل 6.5.6). اگر مقدار قدرت MF از مقدار اشباع مغناطیسی بیشتر شود ، به عنوان مثال / U || gax> H s ،سپس اندازه حلقه دیگر افزایش نمی یابد ، فقط مناطق بدون هیسترزیس رشد می کنند (1-2 و 5-6 در شکل 6.5 ، الف). چنین حلقه ای حلقه پسماند محدود نامیده می شود.

برنج. 6.5 منحنی های مغناطیسی فرومغناطیس: a - حلقه هیسترزیس ؛ ب - چرخه های جزئی و محدود

مغناطیسی شدن یک ماده فرومغناطیس در MF برای اولین بار در امتداد خط 0-1 انجام می شود. نقاط 8 و 4 حلقه محدود کننده پسماند مربوط به نیروی اجباری //.(-//.) ، و نقاط 3 و 7 مقادیر استقراء باقی مانده را نشان می دهد B g (~ B G).

با اتصال رئوس در خانواده همه منحنی های پسماند ، منحنی مغناطیسی اصلی فرومغناطیس را بدست می آوریم. این منحنی عمدتا در محاسبات فنی مورد استفاده قرار می گیرد و تقریباً با منحنی مغناطش 0-1 اصلی مطابقت دارد (شکل را ببینید). 6.5 ، الف)برای راحتی ، فقط برای مقادیر مثبت داده می شود.

برنج. 6.6

1 - مغناطیسی نرم ؛ 2- سختی مغناطیسی

در شکل 6.6 حلقه های پسماند برای مواد مغناطیسی مختلف را نشان می دهد. بسته به ارزش نیروی اجباری ، همه مواد مغناطیسی معمولاً به مغناطیسی نرم (منحنی 1) و مغناطیسی سخت (منحنی 2) تقسیم می شوند.

نرم مغناطیسیمواد دارای نیروی فشار کم و یک حلقه پسماند نسبتاً باریک هستند. این گروه شامل فولاد الکتریکی ، پرمالی ، فریت است. این مواد در استفاده می شود دستگاه های برقیمانند ماشین های الکتریکی ، ترانسفورماتور ، دستگاه های الکتریکی و غیره.

مغناطیسی سختمواد دارای نیروی قهری بالا و یک حلقه پسماند وسیع هستند. آنها مغناطیس می شوند ، حتی پس از حذف میدان مغناطیس ، مغناطیس خود را حفظ می کنند. آهنرباهای دائمی از چنین موادی ساخته می شوند و به طور گسترده در دستگاه های مختلف استفاده می شوند.

ارسال کار خوب خود را در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان ، دانشجویان تحصیلات تکمیلی ، دانشمندان جوان که از پایگاه دانش در مطالعات و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

نوشته شده در http://www.allbest.ru/

نوشته شده در http://www.allbest.ru/

آژانس آموزش فدرال موسسه دولتی آموزش عالی و حرفه ای

"دانشگاه دولتی ورونژ"

(GOU VPO VSU)

دانشکده زمین شناسی

گروه زمین شناسی محیط زیست

چکیده

با موضوع: خواص مغناطیسی مواد

تکمیل شده: دانش آموز سال اول ، gr. شماره 9

آگوشکوا اکاترینا ولادیمیرونا

بازبین:

دانشیار ، نامزد علوم Voronova T.A.

خواص مغناطیسی مواد

نفوذپذیری مغناطیسی ماده

طبقه بندی مواد بر اساس اثر میدان مغناطیسی خارجی بر روی آنها

آهنرباهای ضد فرومغناطیس و فرو مگنت

آهنرباهای دائمی

نقطه کوری

ادبیات

خواص مغناطیسی مواد

مغناطیس- شکل فعل و انفعالات بارهای الکتریکی متحرک ، که در فاصله ای با استفاده از میدان مغناطیسی انجام می شود.

خواص مغناطیسی ماده بر اساس فرضیه آمپر توضیح داده شده است.

فرضیه آمپر- خواص مغناطیسی یک جسم را می توان با جریانهای در حال گردش در داخل آن توضیح داد.

در داخل اتمها ، به دلیل حرکت الکترونها در مدار ، جریانهای الکتریکی اولیه ای وجود دارد که میدانهای مغناطیسی اولیه را ایجاد می کند.

1. اگر این ماده دارای خواص مغناطیسی نباشد ، میدانهای مغناطیسی اولیه جهت ندارند (به دلیل حرکت حرارتی) ؛

2. اگر این ماده دارای خواص مغناطیسی باشد ، میدانهای مغناطیسی اولیه به یک اندازه جهت دار (جهت دار) شده و میدان مغناطیسی داخلی خود ماده شکل می گیرد.

مغناطیسی شدهبه ماده ای که میدان مغناطیسی خود را ایجاد می کند می گویند. مغناطیس زمانی اتفاق می افتد که یک ماده در میدان مغناطیسی خارجی قرار گیرد.

magnetism ampere antiferromagnet curie

آهن رباو مننفوذپذیری مواد

تأثیر یک ماده بر میدان مغناطیسی خارجی با مقدار مشخص می شود متر ، که نامیده می شود نفوذپذیری مغناطیسی ماده.

نفوذپذیری مغناطیسی یک مقدار مقیاس فیزیکی است که نشان می دهد چند بار القای میدان مغناطیسی در یک ماده معین با القاء میدان مغناطیسی در خلا متفاوت است.

B کجاست؟ - القای مغناطیسی میدان در ماده ؛ ب؟ 0 - القای مغناطیسی میدان در خلاء.

طبقه بندی مواددر اثر میدان مغناطیسی خارجی روی آنها

1.D iamagnetics [متر<1]- слабомагнитные вещества, внутреннее магнитное поле направлено противоположно внешнему магнитному полю, но слабовыраженно. Вещества, которые имеют отрицательную магнитную восприимчивость, не зависящую от напряженности магнитного поля.

حساسیت مغناطیسی منفی- این زمانی است که آهن ربا به بدن آورده می شود ، و در عین حال دفع می شود ، جذب نمی شود.

به عنوان مثال ، دیامغناطیس شامل گازهای بی اثر ، هیدروژن ، فسفر ، روی ، طلا ، نیتروژن ، سیلیکون ، بیسموت ، مس ، نقره است. یعنی اینها موادی هستند که در حالت ابررسانا هستند یا پیوندهای کووالانسی دارند.

2. NS آرامغناطیس [m> 1] - مواد مغناطیسی ضعیف ، میدان مغناطیسی داخلی همانند میدان مغناطیسی خارجی هدایت می شود. برای این مواد ، حساسیت مغناطیسی به میزان میدان میدان بستگی ندارد. در عین حال ، مثبت است. یعنی وقتی یک آهنربای پارامغناطیس به یک آهنربای دائمی نزدیک می شود ، نیروی جذابی بوجود می آید. اینها شامل آلومینیوم ، پلاتین ، اکسیژن ، منگنز ، آهن هستند.

3.F مغناطیس مغناطیسی [m >> 1] - مواد مغناطیسی قوی ، میدان مغناطیسی داخلی 100-1000 برابر میدان مغناطیسی خارجی است.

در این مواد ، بر خلاف دیامغناطیس و پارامغناطیس ، حساسیت مغناطیسی به دما و قدرت میدان مغناطیسی و تا حد زیادی بستگی دارد.

این شامل بلورهای نیکل و کبالت است.

آهنرباهای ضد فرومغناطیس و فرو مگنت

موادی که در آنها در حین گرمایش ، انتقال فاز یک ماده معین رخ می دهد ، همراه با ظاهر خواص پارامغناطیسی ، نامیده می شوند. ضد آهنرباها... اگر دما کمتر از دمای معین شود ، این خواص در ماده مشاهده نمی شود. نمونه هایی از این مواد منگنز و کروم هستند.

قابلیت مغناطیسی آهنرباهای مغناطیسیهمچنین به دما و قدرت میدان مغناطیسی بستگی دارد. اما هنوز تفاوت هایی با هم دارند. این مواد شامل انواع مختلف اکسیدها هستند.

همه آهنرباهای فوق را می توان به 2 دسته تقسیم کرد:

مواد مغناطیسی سختاینها مواد از ارزش بالانیروی اجبار برای برگشت مغناطیسی آنها ، ایجاد یک میدان مغناطیسی قوی ضروری است. از این مواد در ساخت آهنرباهای دائمی استفاده می شود.

مواد مغناطیسی نرمبرعکس ، آنها یک نیروی اجباری کوچک دارند. در میدانهای مغناطیسی ضعیف ، آنها قادر به ورود به اشباع هستند. آنها ضررهای کمی برای برگشت مغناطیسی دارند. به همین دلیل ، این مواد برای ساخت هسته ماشین های الکتریکی که با جریان متناوب کار می کنند ، استفاده می شود. این ، برای مثال ، یک ترانسفورماتور جریان و ولتاژ ، یا یک ژنراتور ، یا یک موتور القایی است.

آهنربای دائمیNS

دائمیآهن ربا- اینها اجساد هستند ، مدت زمان طولانیحفظ مغناطیس

آهنربای دائمی همیشه دارای 2 قطب مغناطیسی است: شمال (N) و جنوب (S).

قوی ترین میدان مغناطیسی آهنربای دائمی در قطب های آن است.

آهنرباهای دائمی معمولاً از آهن ، فولاد ، چدن و ​​دیگر آلیاژهای آهن (آهنرباهای قوی) و همچنین از نیکل ، کبالت (آهنرباهای ضعیف) ساخته می شوند. آهن ربا طبیعی (طبیعی) از سنگ آهن سنگ آهن مغناطیسی و مصنوعی است که با مغناطیس کردن آهن هنگام وارد شدن به میدان مغناطیسی به دست می آید.

برهم کنش آهن ربا: مانند قطب ها دفع می کنند و برخلاف قطب ها جذب می شوند.

تعامل آهن ربا با این واقعیت توضیح داده می شود که هر آهنربا دارای میدان مغناطیسی است و این میدانهای مغناطیسی با یکدیگر تعامل دارند.

میدان مغناطیسی آهنرباهای دائمی

دلایل آهنربایی آهن چیست؟ بر اساس فرضیه دانشمند فرانسوی آمپر ، جریانهای الکتریکی ابتدایی (جریانهای آمپر) در داخل این ماده وجود دارد که در نتیجه حرکت الکترونها در اطراف هسته اتمها و حول محور خود ایجاد می شوند. میدانهای مغناطیسی اولیه با حرکت الکترونها بوجود می آیند. هنگامی که یک قطعه آهن به یک میدان مغناطیسی خارجی وارد می شود ، تمام میدان های مغناطیسی اولیه در این آهن به یک شکل در یک میدان مغناطیسی خارجی جهت گیری می کنند و میدان مغناطیسی خود را تشکیل می دهند. اینگونه است که یک قطعه آهن به آهن ربا تبدیل می شود.

میدان مغناطیسی چگونه است؟آهنرباهای دائمی؟

با استفاده از براده های آهن می توان ایده ای از نوع میدان مغناطیسی به دست آورد. فقط کافی است یک ورق کاغذ روی آهنربا بگذارید و روی آن را با براده های آهنی بپاشید.

برای آهنربای نوار دائمی برای آهنربای قوس دائمی

نقطه کوری

نقطه کوری، یا دمای کوری، دمای گذار مرحله دوم مرتبه دوم است که با تغییر ناگهانی در خواص تقارن یک ماده با تغییر دما همراه است ، اما در مقادیر دیگر پارامترهای ترمودینامیکی (فشار ، قدرت میدان مغناطیسی یا فشار). انتقال مرحله دوم در دمای کوری با تغییر در ویژگی های تقارن ماده همراه است. در T c ، در همه موارد انتقال فاز ، نوعی نظم اتمی از بین می رود ، به عنوان مثال ، ترتیب چرخش الکترون ( فروالکتریک) ، گشتاورهای مغناطیسی اتمی ( فرومغناطیس) ، ترتیب در ترتیب اتمهای اجزای مختلف آلیاژ در محلهای شبکه بلوری (انتقال فاز در آلیاژها). ناهنجاری های شدید در نزدیکی Tc مشاهده می شود مشخصات فیزیکی، به عنوان مثال ، پیزوالکتریک ، الکترو نوری ، حرارتی.

نقطه کوری مغناطیسی دمای چنین گذار فازی است که در آن مغناطش خود به خود حوزه مغناطیس آهن فرو می رود و فرومغناطیس به حالت پارامغناطیس می رود. در دماهای نسبتاً پایین ، حرکت حرارتی اتم ها ، که به ناچار منجر به اختلالاتی در ترتیب مرتب گشتاورهای مغناطیسی می شود ، ناچیز است. با افزایش دما ، نقش آن افزایش می یابد و در نهایت ، در دمای معین (Tc) ، حرکت حرارتی اتم ها می تواند ترتیب مرتب گشتاورهای مغناطیسی را از بین ببرد و فرومغناطیس به پارامغناطیس تبدیل می شود. در نزدیکی نقطه کوری ، تعدادی از ویژگی ها در تغییر در خواص غیر مغناطیسی فرومغناطیس (مقاومت ، حرارت خاص ، ضریب دمای انبساط خطی) مشاهده می شود.

مقدار Tc بستگی به قدرت اتصال گشتاورهای مغناطیسی با یکدیگر دارد ، در صورت پیوند قوی به این می رسد: برای آهن خالص T c = 768 o C ، برای کبالت T c = 1131 o C ، بیش از 1000 درجه سانتی گراد برای آلیاژهای آهن-کبالت. برای بسیاری از مواد ، Tc کوچک است (برای نیکل ، Tc = 358 o C). از مقدار Tc می توان برای برآورد انرژی اتصال گشتاورهای مغناطیسی با یکدیگر استفاده کرد. تخریب ترتیب منظم گشتاورهای مغناطیسی به انرژی حرکت حرارتی نیاز دارد که بسیار بالاتر از انرژی متقابل دوقطبی و انرژی بالقوه دوقطبی مغناطیسی در میدان است.

در دمای کوری ، نفوذپذیری مغناطیسی فرومغناطیس تقریباً می شود برابر با یک، در بالای نقطه کوری ، تغییر در حساسیت مغناطیسی اطاعت می کند قانون کوری ویس.

برای هر فرومغناطیس دمای خاصی وجود دارد - نقطه کوری.

1. اگر ماده t< t Кюри, то вещество обладает ферромагнитными свойствами.

2. اگر t ماده> t کوری باشد ، خواص فرو مغناطیسی (مغناطیس شدن) از بین می رود و این ماده به یک پارامغناطیس تبدیل می شود. بنابراین ، آهنرباهای دائمی هنگام گرم شدن خواص مغناطیسی خود را از دست می دهند.

ادبیات

ژیلکو ، V.V. فیزیک: کتاب درسی. کمک هزینه کلاس یازدهم آموزش عمومی. shk از rus زبان آموزش / V.V. Zhilko ، A.V. لاوریننکو ، ال جی مارکوویچ. - خانم: نار. Asveta، 2002.-S. 291-297.

http://msk.edu.ua/

http://elhow.ru/

http://class-fizika.narod.ru/

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

میدان مغناطیسی - جزء میدان الکترومغناطیسیکه در حضور میدان الکتریکی متغیر در زمان ظاهر می شود. خواص مغناطیسی مواد. شرایط ایجاد و تجلی میدان مغناطیسی قانون آمپر و واحدهای اندازه گیری میدان مغناطیسی

ارائه در تاریخ 11/16/2011 اضافه شد


جوهر میدان مغناطیسی ، ویژگی های اصلی آن. مفاهیم و طبقه بندی آهن ربا - موادی که می توانند در یک میدان مغناطیسی خارجی مغناطیسی شوند. ساختار و خواص مواد. آهنرباهای دائمی و الکتریکی و زمینه های کاربرد آنها.

چکیده ، اضافه شده در 12/02/2012


ماهیت و ویژگی های میدان مغناطیسی. خواص مغناطیسی مواد مختلف و منابع میدان مغناطیسی. دستگاه الکترومغناطیس ، طبقه بندی ، کاربرد و نمونه های استفاده از آنها. سلونوئید و کاربرد آن محاسبه دستگاه مغناطیسی

مقاله ترم ، اضافه شده 01/17/2011


فرایند شکل گیری و شکل گیری میدان مغناطیسی خواص مغناطیسی مواد. تداخل دو آهن ربا و پدیده القای الکترومغناطیسی... جریانهای فوکو جریانهای القایی گردابی هستند که در هنگام تغییر شار مغناطیسی در رساناهای عظیم ایجاد می شوند.

ارائه در 17/11/2010 اضافه شد


مفهوم و عملکرد میدان مغناطیسی ، ویژگی های آن: القای مغناطیسی ، شار مغناطیسی ، شدت ، نفوذپذیری مغناطیسی. فرمولهای القای مغناطیسی و قانون "دست چپ". عناصر و انواع مدارهای مغناطیسی ، تدوین قوانین اساسی آنها.

ارائه اضافه شده در 2014/05/27


نیروی میدان را در فضا مجاور جریانات و آهنرباهای دائمی مجبور کنید. ویژگی های اصلی میدان مغناطیسی فرضیه آمپر ، قانون بیو ساوارت لاپلاس. گشتاور مغناطیسی قاب با جریان. پدیده القای الکترومغناطیسی ؛ پسماند ، خود القایی

ارائه اضافه شده در 2015/07/28


مفاهیم اساسی ، انواع (دیامغناطیس ، فرو مغناطیس ، پارامغناطیس ، ضد فرومغناطیس) و شرایط تجلی مغناطیس. ماهیت حالت فرومغناطیس مواد. ماهیت پدیده مغناطیسی. توصیف ساختارهای حوزه در فیلمهای مغناطیسی نازک

چکیده ، اضافه شده 08/30/2010


تجلیات میدان مغناطیسی ، پارامترهایی که آن را مشخص می کند. ویژگی های مواد فرومغناطیس (از نظر مغناطیسی نرم و از نظر مغناطیسی سخت). قوانین Kirchhoff و Ohm برای مدارهای مغناطیسی جریان مستقیم ، اصل محاسبه آنها ، قیاس آنها با مدارهای الکتریکی.

تست ، اضافه شده 10/10/2010


مطالعه پدیده دیامغناطیس و پارامغناطیس حساسیت مغناطیسی اتم ها عناصر شیمیایی... نظم اتمی مغناطیسی و مغناطش خود به خود در کانیهای فرو مغناطیسی فازهای جامد ، مایع و گاز خواص مغناطیسی سنگهای رسوبی

ارائه در تاریخ 10/15/2013 اضافه شد


مفهوم و خواص اساسی میدان مغناطیسی ، مطالعه مدار بسته با جریان در میدان مغناطیسی. پارامترها و تعیین جهت بردار و خطوط القایی مغناطیسی. بیوگرافی و فعالیت علمیآندره ماری آمپر ، کشف قدرت آمپر.

مغناطیس شدن ماده.آهنرباهای دائمی را می توان تنها از مواد نسبتاً کمی ساخت ، اما همه موادی که در میدان مغناطیسی قرار گرفته اند مغناطیس می شوند ، یعنی خود آنها منبع یک میدان مغناطیسی می شوند. در نتیجه ، بردار القای مغناطیسی در حضور ماده با بردار القای مغناطیسی در خلا متفاوت است.

فرضیه آمپر.دلیل مغناطیسی بودن اجسام توسط دانشمند فرانسوی Ampere مشخص شد. در ابتدا ، تحت تأثیر مستقیم مشاهده یک سوزن مغناطیسی که به دور یک رسانا با جریان می چرخد ​​، در آزمایشات اورستد ، لمیر پیشنهاد کرد که مغناطیس زمین ناشی از جریاناتی است که از کره عبور می کنند. گام اصلی برداشته شد: خواص مغناطیسی بدن را می توان با جریانهای در حال گردش در داخل آن توضیح داد. سپس آمپر به یک نتیجه کلی رسید: خواص مغناطیسی هر جسم توسط جریانهای الکتریکی بسته در داخل آن تعیین می شود. این گام قاطع از امکان توضیح خواص مغناطیسی یک جسم با جریان تا این ادعای قاطع که فعل و انفعالات مغناطیسی فعل و انفعالات جریانها هستند ، شواهدی از شجاعت علمی بزرگ آمپر است.

بر اساس فرضیه آمپر ، جریانهای الکتریکی اولیه در داخل مولکولها و اتمها گردش می کنند. (اکنون به خوبی می دانیم که این جریانها در اثر حرکت الکترونها در اتمها ایجاد می شوند.) اگر صفحاتی که این جریانها در آنها گردش می کنند به دلیل تصادفی در رابطه با یکدیگر به دلیل حرکت حرارتی مولکولها واقع شده باشند (شکل 1.28 ، الف) ، سپس اقدامات آنها متقابلاً جبران می کند و بدن هیچ خاصیت مغناطیسی از خود نشان نمی دهد. در حالت مغناطیسی ، جریانهای ابتدایی در بدن به گونه ای جهت گیری می شوند که عملکرد آنها جمع شود (شکل 1.28 ، ب).

فرضیه آمپر توضیح می دهد که چرا یک سوزن مغناطیسی و یک قاب (حلقه) با جریان در میدان مغناطیسی یکسان رفتار می کنند (به § 2 مراجعه کنید). پیکان را می توان مجموعه ای از مدارهای کوچک با جریان ، که به همان شیوه جهت گیری شده اند ، مشاهده کرد.

قوی ترین میدانهای مغناطیسی توسط موادی به نام فرومغناطیس ایجاد می شود. میدان های مغناطیسی توسط آهنرباهای مغناطیسی نه تنها به دلیل گردش الکترون ها در اطراف هسته ها بلکه به دلیل چرخش خود ایجاد می شوند.

گشتاور ذاتی (حرکت زاویه ای) الکترون را اسپین می نامند. به نظر می رسد الکترونها همواره حول محور خود می چرخند و با داشتن بار ، یک میدان مغناطیسی به همراه میدان ایجاد می کنند که به دلیل حرکت مداری آنها در اطراف هسته ها ظاهر می شود. در آهنرباهای مغناطیسی ، مناطقی با جهت چرخش موازی وجود دارند که دامنه نامیده می شوند. اندازه دامنه ها از ترتیب 0.5 میکرومتر است. جهت موازی چرخش ها حداقل انرژی بالقوه را فراهم می کند. اگر فرومغناطیس مغناطیسی نشود ، جهت حوزه ها آشفته است و کل میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط حوزه ها صفر است. هنگامی که یک میدان مغناطیسی خارجی روشن می شود ، دامنه ها در امتداد خط القایی مغناطیسی این میدان قرار می گیرند و القای میدان مغناطیسی در فرومغناطیس ها افزایش می یابد و هزاران و حتی میلیون ها برابر بیشتر از القای میدان خارجی می شود. به

دمای کوریدر دماهای بالاتر از دمای معین برای فرومغناطیس معین ، خواص فرومغناطیس آن از بین می رود. این درجه حرارت به نام دانشمند فرانسوی که این پدیده را کشف کرده است دمای کوری نامیده می شود. اگر ناخن مغناطیسی شده را بیش از حد گرم کنید ، توانایی جذب اجسام آهنی به خود را از دست می دهد. دمای کوری برای آهن 753 درجه سانتی گراد ، برای نیکل 365 درجه سانتی گراد و برای کبالت 1000 درجه سانتی گراد است. آلیاژهای فرو مغناطیسی وجود دارد که در آنها دمای کوری کمتر از 100 درجه سانتی گراد است.

اولین مطالعات دقیق در مورد خواص مغناطیسی فرومغناطیس توسط فیزیکدان برجسته روسی A.G. Stoletov (1839-1896) انجام شد.

آهنرباهای مغناطیسی و کاربرد آنهااگرچه تعداد زیادی اجسام فرومغناطیس در طبیعت وجود ندارد ، اما این خواص مغناطیسی آنهاست که بیشترین را دریافت کرده اند استفاده عملی... یک هسته آهنی یا فولادی در یک سیم پیچ ، میدان مغناطیسی ایجاد شده را بارها و بدون افزایش جریان در سیم پیچ تقویت می کند. این باعث صرفه جویی در انرژی می شود. هسته ترانسفورماتورها ، ژنراتورها ، موتورهای الکتریکی و ... از فرومغناطیس ساخته شده است.

هنگامی که میدان مغناطیسی خارجی خاموش است ، فرومغناطیس مغناطیس شده باقی می ماند ، یعنی یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف ایجاد می کند. این به این دلیل است که دامنه ها به موقعیت قبلی خود بر نمی گردند و جهت گیری آنها تا حدی حفظ می شود. به همین دلیل ، آهن ربا دائمی وجود دارد.

آهنرباهای دائمی به طور گسترده ای در ابزارهای اندازه گیری الکتریکی ، بلندگوها و تلفن ها ، دستگاه های ضبط صدا ، قطب نمای مغناطیسی و غیره استفاده می شود.

فریت ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند - مواد فرو مغناطیسی که جریان الکتریکی را هدایت نمی کنند. آنها نشان میدهند ترکیبات شیمیاییاکسیدهای آهن با اکسیدهای مواد دیگر یکی از مواد فرومغناطیس شناخته شده - سنگ آهن مغناطیسی - فریت است.

ثبت اطلاعات مغناطیسیفرومغناطیس برای تولید نوارهای مغناطیسی و فیلمهای مغناطیسی نازک استفاده می شود. نوارهای مغناطیسی برای ضبط صدا در دستگاه های ضبط صوت و ضبط ویدئو در دستگاه های ضبط ویدئو استفاده می شود.

نوار مغناطیسی یک پایه انعطاف پذیر است که از PVC یا سایر مواد ساخته شده است. یک لایه کاری به شکل یک لاک مغناطیسی روی آن اعمال می شود که از ذرات بسیار کوچک سوزنی مانند آهن یا دیگر فرومغناطیس و اتصال دهنده ها تشکیل شده است.

صدا با استفاده از الکترومغناطیس روی نوار ضبط می شود که میدان مغناطیسی آن با ارتعاشات صوتی در زمان تغییر می کند. وقتی نوار در نزدیکی سر مغناطیسی حرکت می کند ، بخشهای مختلف فیلم مغناطیسی می شود. نمودار سر القایی مغناطیسی در شکل 1.29 ، a نشان داده شده است ، که در آن 1 هسته الکترومغناطیس است. 2 - نوار مغناطیسی ؛ 3 - شکاف کاری ؛ 4 - سیم پیچ الکترومغناطیسی.

در هنگام بازتولید صدا ، روند مخالف مشاهده می شود: نوار مغناطیسی شده سیگنال های الکتریکی را در سر مغناطیسی تحریک می کند ، که پس از تقویت ، به بلندگوی ضبط صوت می رود.

فیلم های مغناطیسی نازک از لایه ای از مواد فرو مغناطیسی با ضخامت 0.03 تا 10 میکرون تشکیل شده است.

آنها در دستگاه های ذخیره سازی رایانه های الکترونیکی (رایانه ها) استفاده می شوند. نوارهای مغناطیسی برای ضبط ، ذخیره و تولید مثل اطلاعات طراحی شده اند. آنها روی یک دیسک یا درام آلومینیومی نازک اعمال می شوند. اطلاعات همانند ضبط صوت معمولی ضبط و تکثیر می شوند. ضبط اطلاعات در رایانه نیز می تواند بر روی نوارهای مغناطیسی انجام شود.

توسعه فن آوری ضبط مغناطیسی منجر به ظهور میکرو هد مغناطیسی شده است که در رایانه ها استفاده می شود و به ایجاد چگالی ضبط مغناطیسی که قبلاً غیرقابل تصور بود اجازه می دهد. هارد دیسک فرومغناطیس با قطر کمتر از 8 سانتی متر تا چندین ترابایت (10 12 بایت) اطلاعات ذخیره می کند. خواندن و ثبت اطلاعات روی چنین دیسکی با استفاده از سر میکرو که روی بازوی محوری قرار دارد انجام می شود (شکل 1.29 ، ب). دیسک به خودی خود با سرعتی فوق العاده می چرخد ​​و سر در جریان هوا در بالای آن شناور می شود که از احتمال آسیب مکانیکی به دیسک جلوگیری می کند.

همه موادی که در میدان مغناطیسی قرار می گیرند ، میدان خاص خود را ایجاد می کنند. قوی ترین میدانها توسط فرومغناطیس ایجاد می شود. آهنرباهای دائمی از آنها ساخته شده اند ، زیرا میدان فرو مغناطیسی پس از خاموش شدن میدان مغناطیسی ناپدید نمی شود. آهنرباهای مغناطیسی در عمل بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

1. به چه موادی فرومغناطیس می گویند!
2. مواد فرومغناطیس برای چه اهدافی استفاده می شود!
3. چگونه اطلاعات در کامپیوتر ثبت می شود!

محتوای درس طرح کلی درسپشتیبانی از چارچوب ارائه روشهای شتاب فن آوری تعاملی تمرین وظایف و تمرینات کارگاه های خودآزمایی ، آموزش ها ، موارد ، جستجوهای سوالات بحث در مورد تکالیف خانه سوالات بلاغیاز دانش آموزان تصاویر صوت ، کلیپ های تصویری و چند رسانه ایعکس ها ، تصاویر ، نمودارها ، جداول ، طرح های طنز ، حکایات ، سرگرمی ، مثل های کمیک ، گفته ها ، جدول کلمات متقاطع ، نقل قول ها افزونه ها چکیدهچیپس مقاله برای ورق تقلب کنجکاو کتابهای درسی واژگان اساسی و اضافی از اصطلاحات دیگران بهبود کتابها و درسهارفع اشکال در آموزشبه روز رسانی بخشی از عناصر کتاب درسی نوآوری در درس جایگزین دانش قدیمی با دانش جدید فقط برای معلمان درسهای کامل طرح تقویمبرای یک سال دستورالعمل هادستور کار بحث درسهای یکپارچه

هر ماده ای مغناطیسی است ، به عنوان مثال قادر است تحت تأثیر میدان مغناطیسی یک گشتاور مغناطیسی (مغناطیس شدن) به دست آورد. با توجه به اندازه و جهت این لحظه و همچنین دلایلی که باعث ایجاد آن شده است ، همه مواد به گروه ها تقسیم می شوند. اصلی ترین آنها دیا و پارامغناطیس هستند.

مولکولهای دیامغناطیس گشتاور مغناطیسی خود را ندارند. در آنها فقط تحت تأثیر میدان مغناطیسی خارجی بوجود می آید و علیه آن هدایت می شود. بنابراین ، میدان مغناطیسی حاصله در دیامغناطیس کمتر از میدان خارجی است ، هرچند به مقدار بسیار ناچیز. این امر به این واقعیت منجر می شود که وقتی دیامغناطیس در یک میدان مغناطیسی ناهمگن قرار می گیرد ، تمایل دارد به منطقه ای تغییر کند که ولتاژ میدان مغناطیسی کمتر است.

مولکولها (یا اتمها) یک پارامغناطیس دارای گشتاورهای مغناطیسی مخصوص به خود هستند ، که تحت تأثیر میدانهای خارجی ، در امتداد میدان جهت گیری کرده و در نتیجه میدان حاصله را فراتر از میدان خارجی ایجاد می کنند. پارامغناطیس به میدان مغناطیسی کشیده می شود. بنابراین ، به عنوان مثال ، اکسیژن مایع یک پارامغناطیس است ، به یک آهنربا جذب می شود.

نفوذپذیری مغناطیسی یک ماده خاص به عوامل زیادی بستگی دارد: قدرت میدان مغناطیسی ، شکل میدان مورد بررسی (از آنجا که ابعاد محدود هر آهنربا منجر به ظهور میدان متقابل می شود که میدان اولیه را کاهش می دهد) ، دما ، فراوانی تغییرات میدان مغناطیسی ، وجود نقص های ساختاری و غیره.

تعدادی از مواد وجود دارد که در آنها اثرات کوانتومی فعل و انفعالات بین اتمی منجر به ظاهر شدن خواص مغناطیسی خاصی می شود.

جالب ترین خاصیت فرو مغناطیس است. این مشخصه گروهی از مواد در حالت کریستالی جامد (فرومغناطیس) است که با جهت گیری موازی گشتاورهای مغناطیسی حامل های اتمی مغناطیس مشخص می شود.

جهت گیری موازی گشتاورهای مغناطیسی در مناطق نسبتاً وسیعی از ماده - حوزه وجود دارد. مجموع گشتاورهای مغناطیسی حوزه های فردی بسیار زیاد است ، اما خود حوزه ها معمولاً به صورت تصادفی در ماده جهت گیری می کنند. هنگامی که میدان مغناطیسی اعمال می شود ، حوزه ها جهت گیری می شوند ، که منجر به ظاهر شدن یک لحظه مغناطیسی در کل حجم فرومغناطیس و در نتیجه مغناطش آن می شود.

به طور طبیعی ، آهنرباهای مغناطیسی ، مانند پارامغناطیس ، به نقطه ای از میدان حرکت می کنند که شدت آن حداکثر است (آنها به میدان مغناطیسی کشیده می شوند). با توجه به مقدار زیاد نفوذپذیری مغناطیسی ، نیروی وارد بر آنها بسیار بیشتر است.

وجود دامنه ها در فرومغناطیس ها فقط زیر دمای معینی (نقطه کوری) امکان پذیر است. در بالای نقطه کوری ، حرکت حرارتی ساختار منظم حوزه ها را نقض می کند و فرومغناطیس به یک پارامغناطیس معمولی تبدیل می شود.

محدوده دمای کوری برای فرومغناطیس بسیار وسیع است: برای رادولینیوم دمای کوری 20 0 درجه سانتی گراد است ، برای آهن خالص - 1043 K. تقریباً همیشه می توان ماده ای را با دمای کوری مورد نیاز انتخاب کرد.

با کاهش دما ، همه پارامغناطیس ها ، به استثنای آنهایی که پارامغناطیس ناشی از الکترون های رسانایی است ، یا به حالت فرو مغناطیس یا ضد فرومغناطیس می روند.

برخی از مواد (کروم ، منگنز) دارای گشتاورهای مغناطیسی مختص به خود از الکترون ها هستند که به موازات یکدیگر (به سمت) جهت گیری می کنند. این جهت اتم های مجاور را می پوشاند و گشتاورهای مغناطیسی آنها یکدیگر را از بین می برد. در نتیجه ، آهنرباهای ضد مغناطیسی حساسیت مغناطیسی بسیار پایینی دارند و مانند پارامغناطیس های بسیار ضعیف رفتار می کنند.

برای آهنرباهای مغناطیسی ، دمایی نیز وجود دارد که در آن جهت ضد موازی چرخش ها از بین می رود. این دما را نقطه کوری ضد مغناطیسی یا نقطه نیل می نامند.

برخی از فرومغناطیس ها (اربین ، دیوبروزین ، منگنز و آلیاژهای مس) دارای دو درجه حرارت (نقاط بالا و پایین نیل) هستند و خواص ضد فرومغناطیس تنها در دمای متوسط ​​مشاهده می شود. در بالای نقطه فوقانی ، این ماده مانند یک پارامغناطیس رفتار می کند و در دمای زیر نقطه پایین Nel ، به یک فرومغناطیس تبدیل می شود.

تغییر برگشت ناپذیر در مغناطش یک نمونه فرومغناطیس در یک میدان مغناطیسی ثابت ضعیف با تغییر چرخه ای دما ، هیسترزیس مغناطیسی دما نامیده می شود. دو نوع هیسترزیس وجود دارد که ناشی از تغییر در حوزه و ساختار بلوری است. در حالت دوم ، نقطه کوری در حین گرم شدن بیشتر از سرد شدن است.

فریمغناطیس - (یا ضد فرومغناطیس فاقد جبران) مجموعه ای از خواص مغناطیسی مواد (فرومغناطیس) در حالت جامد ، به دلیل وجود برهمکنش تبادل الکترون و الکترون در داخل بدن ، که تمایل به ایجاد جهت موازی ضربات مغناطیسی اتمی همسایه دارد. برخلاف مغناطیس های ضد مغناطیسی ، لحظات مغناطیسی مجاور جهت مخالف ، به دلایلی ، یکدیگر را کاملاً جبران نمی کنند. رفتار یک آهنربای مغناطیسی در یک میدان خارجی از جهات مختلف شبیه فرومغناطیس است ، اما وابستگی دمایی خواص شکل متفاوتی دارد: گاهی اوقات یک نقطه جبران کل گشتاور مغناطیسی در دمای زیر نقطه نیل وجود دارد. با توجه به خواص الکتریکی ، فرومغناطیس دی الکتریک یا نیمه هادی هستند.

ابر پارامغناطیس عبارت است از رفتار شبه پارامغناطیس سیستم هایی که از مجموعه ای از ذرات فرو فرو مغناطیسی بسیار کوچک تشکیل شده است. ذرات این مواد ، در اندازه های قطعاً کوچک ، به حالت تک دامنه ای با مغناطش خود به خودی یکنواخت در کل حجم ذره منتقل می شوند. مجموعه ای از این مواد در رابطه با تأثیر میدان مغناطیسی خارجی و دما مانند گاز پارامغناطیس (آلیاژهای مس-کبالت ، پودرهای نیکل خوب و غیره) رفتار می کنند.

ذرات بسیار کوچک ضد مغناطیسی نیز دارای خواص ویژه ای هستند ، مانند مغناطیس مغناطیسی فوق العاده ، زیرا جبران کامل گشتاورهای مغناطیسی را نقض می کنند. لایه های نازک فرو مغناطیسی خواص مشابهی دارند.

ابرپارامغناطیس در مطالعات ساختاری خوب ، در روشهای غیر مخرب اندازه ، شکل ، مقدار و ترکیب فاز مغناطیسی و غیره استفاده می شود.

آهنرباهای پیزو موادی هستند که در آنها هنگام اعمال تنش های الاستیک ، یک اثر مغناطیسی خود به خود ، متناسب با اولین قدرت اندازه تنش ها ایجاد می شود. این اثر بسیار اندک است و به راحتی در مغناطیس های ضد فروم قابل تشخیص است.

مغناطیس الکتریکی موادی هستند که وقتی در میدان الکتریکی قرار می گیرند ، متناسب با مقدار میدان ، یک گشتاور مغناطیسی رخ می دهد.