|
|
|
Legea magnetizatiei temporare
1 Generalitati
Momentul magnetic al unui atom se compune din suma vectoriala a doua momente magnetice: momentul orbital datorita miscarii pe orbita a electronilor si momentul de spin datorita rotirii electronilor in jurul axelor proprii. Daca orientarile acestor momente sunt dezordonate, magnetizatia macroscopica a corpurilor este nula.
Moleculele se impart din punctul de vedere al magnetizarii in doua clase:
molecule nepolare , al caror moment magnetic rezultant este nul in lipsa unui camp magnetic exterior;
molecule polare, al caror moment rezultant nu se anuleaza in lipsa unui corp magnetic exterior, ci defineste momentul lor magnetic spontan.
Un corp introdus intr-un camp magnetic exterior, sub actiunea campului corpul se magnetizeaza. Fenomenul de magnetizare are doua aspecte:
magnetizarea diamagnetica - consta in producerea unui camp magnetic de sens opus campului magnetic exterior; acesta consta in aparitia unui moment magnetic indus, la fiecare molecula, sub actiunea si pe directia campului magnetic exterior (dar de sens opus);
magnetizarea paramagnetica - consta in producerea unui camp magnetic de acelasi sens cu campul magnetic exterior; moleculele polare se orienteaza sub actiunea si in sensul campului magnetic exterior si impotriva tendintei de dezorientare termica.
Fenomenul de paramagnetism se manifesta numai la corpurile cu molecule polare, iar diamagnetismul se produce la orice substanta, insa ca substante diamagnetice sunt considerate numai cele cu molecule nepolare, deoarece la substantele cu molecule polare fenomenul de paramagnetism este mai accentuat decat cel de diamagnetism.
Experimental se constata ca magnetizatia temporara a corpurilor este proportionala cu intensitatea campului magnetic exterior:
, (3.93)
in care 
este o marime
adimensionala numita susceptivitate
magnetica, putand avea valori pozitive sau negative.
Relatia (3.93) reprezinta legea magnetizatiei temporare. Din legea legaturii dintre inductia magnetica, intensitatea campului magnetic si magnetizatie si legea magnetizatiei temporare rezulta:
sau: 
, in care:
(3.94)
2 Materiale feromagnetice
Formeaza o categorie de materiale cu aplicatii importante in practica. Dintre materialele feromagnetice mentionam: fierul cu derivatele sale (fonta si otelul), nichelul, cobaltul si aliajele lor.
Materialele feromagnetice se deosebesc de restul materialelor paramagnetice prin urmatoarele proprietati:
au permeabilitate mare si sub actiunea unui camp magnetic exterior se magnetizeaza puternic;
isi pastreaza magnetizarea (in parte) timp indelungat (prezinta magnetism remanent);
permeabilitatea lor magnetica nu ramane constanta, ci variaza cu intensitatea campului magnetic (curba B = f(H) nu reprezinta o dreapta);
prezinta fenomenul de histerezis.
2.1 Curba de magnetizare
Proprietatile magnetice ale fiecarui material se definesc pe baza curbei de magnetizare B=f(H).
Ridicarea experimentala a curbei B=f(H) se poate face cu ajutorul montajului din figura 3.36.
Fig. 3.36
Se executa un tor (inel) din materialul feromagnetic ce urmeaza a fi cercetat. Pe acest inel se bobineaza doua infasurari. Una din infasurari avand N1 spire este alimentata de la o sursa de curent continuu si produce un camp magnetic de intensitate:
, (3.95)
unde: l=2pr.
A doua infasurare are N2 spire mult mai mare si este legata la un galvanometru balistic si serveste la masurarea variatiilor inductiei, folosind relatia urmatoare (dedusa din legea inductiei electromagnetice)
, (3.96)
in care: 
este fluxul
fascicular;
este sarcina indusa
in bobina cu N2 spire;
Reste rezistenta circuitului format de bobina cu N2 spire si galvanometru, iar S este sectiunea miezului feromagnetic.
Daca se variaza curentul din bobina cu N1 spire de la zero la valoarea maxima Imax, se calculeaza valorile intensitatii campului cu ajutorul relatiei (3.95), iar cu relatia (3.96) calculam variatiile inductiei magnetice si astfel obtinem curba de magnetizare (fig. 3.37), a materialului considerat (de fapt curba de prima magnetizare, deoarece ea reprezinta variatia inductiei in functie de primul camp magnetizat H).
Fig. 3.37
Se constata ca la materialele feromagnetice curba de magnetizare are trei portiuni distincte si anume:
portiunea AB numita portiunea nesaturata pe care inductia magnetica creste proportional cu intensitatea campului;
portiunea BC numita cotul curbei, pe care cresterea inductiei magnetice scade din ce in ce mai mult la cresterea intensitatii campului magnetic;
portiunea CD numita portiunea saturata pe care cresterea inductiei in functie de campul H devine din nou liniara.
