ΤΟ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΛΗ

Παρουσίαση με θέμα: "ΤΟ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΛΗ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΤΟ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΛΗ
Το Στοιχειώδες Μαγνητικό Δίπολο Υλικά σε Μαγνητικό Πεδίο – Ρεύμα Μαγνήτισης Μαγνήτιση Ένταση Μαγνητικού Πεδίου Διαμαγνητικά Υλικά Παραμαγνητικά Υλικά Σιδηρομαγνητικά Υλικά

2 Το Στοιχειώδες Μαγνητικό Δίπολο
pme Μαγνητική Ροπή ηλεκτρονίου: 𝑝 me = 𝐼 e π 𝑅 2 Ιe Ρεύμα ηλεκτρονίου υe Ταχύτητα ηλεκτρονίου Πυρήνας ατόμου Ηλεκτρόνιο μάζας me Re Περίοδος περιστροφής ηλεκτρονίου 𝑇 𝑒 = 2𝜋 𝑅 e 𝜐 e Ρεύμα ηλεκτρονίου 𝐼 e = 𝑒 𝑇 e = 𝑒 2𝜋𝑅 e 𝜐 e = 𝑒 𝜐 e 2𝜋𝑅 e 𝑝 me = 𝐼 e π 𝑅 2 Μαγνητική Ροπή ηλεκτρονίου Le = Στροφορμή ηλεκτρονίου = 𝑒 𝜐 𝑒 𝑅 𝑒 2 ⇒ 𝑝 me = 𝑒 𝐿 𝑒 2 𝑚 𝑒 = 𝑒 𝜐 𝑒 2𝜋𝑅 𝑒 π 𝑅 2 = 𝑒 𝑚 𝑒 𝜐 𝑒 𝑅 𝑒 2 𝑚 𝑒

3 Υλικά σε Μαγνητικό Πεδίο
Ρεύμα Μαγνήτισης Χωρίς Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο Με Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο 𝑩 I’ Ρεύμα Μαγνήτισης

4 Υλικά σε Μαγνητικό Πεδίο
Ρεύμα Μαγνήτισης Χωρίς Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο Με Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο 𝑩 I’ Ρεύμα Μαγνήτισης 𝜧

5 Μαγνήτιση 𝒅 𝑰 ′ = 𝑴 ∙ 𝒅𝒍 Μαγνήτιση: 𝑴 = 𝐥𝐢𝐦 𝚫𝐕→𝟎 𝟏 𝚫𝑽 𝒑 𝐦𝐞 C Ie C
𝑴 = 𝐥𝐢𝐦 𝚫𝐕→𝟎 𝟏 𝚫𝑽 𝒑 𝐦𝐞 Μαγνήτιση: C Ie C Στον όγκο 𝐝𝑽= 𝑺 𝒎 ∙ 𝒅𝒍 υπάρχουν 𝒅𝑵 στοιχειώδεις μαγνητικές ροπές Τα dN στοιχειώδη μαγνητικά δίπολα συνεισφέρουν κατά dI΄ στο συνολικό ρεύμα μαγνήτισης: 𝒅 𝑰 ′ =𝒅𝑵 𝑰 𝒆 = 𝟏 𝒅𝑽 𝒅𝑵 𝑰 𝒆 𝒅𝑽 𝑴 = 𝟏 𝒅𝑽 𝒅𝑵 𝑰 𝒆 𝑺 𝒎 ∙ 𝒅𝒍 𝒑 ′ 𝐦𝐞 𝒅 𝒍 Sme Εμβαδό μαγνητικού δίπολου 𝒅 𝑰 ′ = 𝑴 ∙ 𝒅𝒍

6 Γενικευμένος Νόμος του Ampere
Με Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο 𝒅 𝑰 ′ = 𝑴 ∙ 𝒅𝒍 ⇒ Ρεύμα Μαγνήτισης: 𝐼′= 𝐶 𝑀 ∙ 𝑑𝑙 𝑴 C 𝒅𝒍 Νόμος του Ampere στα Μαγνητικά Υλικά: Η Μαγνητική Επαγωγή B εξαρτάται από τα πραγματικά ρεύματα Ι (τα οποία προέρχονται από μπαταρίες) και από τα ρεύματα μαγνήτισης Ι’: 𝑪 𝜝 ∙ 𝒅𝒍 = 𝝁 𝟎 𝑰+𝑰′

7 Ένταση Μαγνητικού Πεδίου
𝑪 𝜝 ∙ 𝒅𝒍 = 𝝁 𝟎 𝑰+𝑰′ ⇒ Νόμος Ampere: 𝑪 𝜝 𝝁 𝟎 ∙ 𝒅𝒍 =𝑰+𝑰′ Ρεύμα Μαγνήτισης: 𝑰′= 𝑪 𝑴 ∙ 𝒅𝒍 𝑪 𝜝 𝝁 𝟎 ∙ 𝒅𝒍 =𝑰+ 𝑪 𝑴 ∙ 𝒅𝒍 ⇒ 𝑪 𝜝 𝝁 𝟎 ∙ 𝒅𝒍 − 𝑪 𝑴 ∙ 𝒅𝒍 =𝜤 𝑪 𝜝 𝝁 𝟎 − 𝜧 ∙ 𝒅𝒍 =𝜤 𝑪 𝑯 ∙ 𝒅𝒍 =𝜤 Ένταση Μαγνητικού Πεδίου: 𝜢 = 𝜝 𝝁 𝟎 − 𝜧

8 Μαγνήτιση – Μαγνητική Επαγωγή και Ένταση Μαγνητικού Πεδίου
Ένταση Μαγνητικού Πεδίου: 𝜢 = 𝜝 𝝁 𝟎 − 𝜧 Μαγνητική Επιδεκτικότητα (ευαισθησία) χmτου υλικού: 𝜧 = 𝛘 𝐦 𝑯 𝜢 = 𝜝 𝝁 𝟎 − 𝛘 𝐦 𝑯 ⇒ 𝝁 𝟎 𝜢 = 𝜝 − 𝝁 𝟎 𝛘 𝒎 𝑯 ⇒ 𝜝 = 𝝁 𝟎 𝟏+ 𝛘 𝐦 𝑯 μr = Σχετική μαγνητική διαπερατότητα υλικού 𝜝 = 𝝁 𝟎 𝝁 𝐫 𝑯

9 Μαγνητικές Ποσότητες και Μονάδες Αυτών
Ποσότητα Σύμβολο Μονάδες Μετατροπή Μαγνητική Επαγωγή Β Tesla (T) Kg/Cs gauss 1 T = 104 Gauss Ένταση Μαγνητικού Πεδίου Η Α/m C/ms Oersted 1 A/m = 10–3 Μαγνήτιση Μ Μαγνητική Διαπερατότητα Κενού μ0 Tm/A Kgm/C2 Σχετική Μαγνητική Διαπερατότητα μr Μαγνητική Επιδεκτικότητα χm

10 Διαμαγνητικά – Παραμαγνητικά και Σιδηρομαγνητικά Υλικά

11 Δεν διαθέτουν στοιχειώδη μαγνητικά δίπολα
Διαμαγνητικά Υλικά Χωρίς Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο Δεν διαθέτουν στοιχειώδη μαγνητικά δίπολα Με Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο 𝜧 𝑯 μr < 1

12 Μαγνητική Διαπερατότητα Διαμαγνητικών Υλικών Σχετική Διαπερατότητα μr
Διαμαγνητικά Υλικά Μαγνητική Διαπερατότητα Διαμαγνητικών Υλικών Υλικό Σχετική Διαπερατότητα μr Οξείδιο του Αλουμινίου 0, Χαλκός 0, Χρυσός 0, Υδράργυρος 0, Πυρίτιο 0, Άργυρος 0, Χλωριούχο Νάτριο 0, Ψευδάργυρος 0, Νερό 0, Μόλυβδος 0,

13 Διαθέτουν στοιχειώδη μαγνητικά δίπολα με τυχαίους προσανατολισμούς
Παραμαγνητικά Υλικά Χωρίς Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο Διαθέτουν στοιχειώδη μαγνητικά δίπολα με τυχαίους προσανατολισμούς Με Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο 𝜧 𝑯 μr > 1

14 Μαγνητική Διαπερατότητα Παραμαγνητικών Υλικών Σχετική Διαπερατότητα μr
Παραμαγνητικά Υλικά Μαγνητική Διαπερατότητα Παραμαγνητικών Υλικών Υλικό Σχετική Διαπερατότητα μr Αέρας 1, Αλουμίνιο 1, Χρώμιο 1, Χλωριούχο Χρώμιο 1, Θειούχο Μαγνήσιο 1, Μολυβδαίνιο 1, Νάτριο 1, Τιτάνιο 1, Ψευδάργυρος 1, Παλλάδιο 1,

15 Σιδηρομαγνητικά Υλικά
Χωρίς Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο Διαθέτουν στοιχειώδη μαγνητικά δίπολα με τυχαίους προσανατολισμούς Παρατηρείται παραμένουσα μαγνήτιση 𝜧 Με Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο 𝑯 μr >> 1

16 Σιδηρομαγνητικά Υλικά Δομή Σιδηρομαγνητικών Υλικών
Περιοχές Weiss

17 Σιδηρομαγνητικά Υλικά Δομή Σιδηρομαγνητικών Υλικών
Περιοχές Weiss

18 Σιδηρομαγνητικά Υλικά Δομή Σιδηρομαγνητικών Υλικών

19 Σιδηρομαγνητικά Υλικά
Μαγνητική Υστέρηση

20 Σιδηρομαγνητικά Υλικά
Μαγνητική Υστέρηση

21 Σιδηρομαγνητικά Υλικά
Μαγνητική Διαπερατότητα Σιδηρομαγνητικών Υλικών Υλικό Σύνθεση (%) Σχετική Διαπερατότητα μr Εμπορικός Σίδηρος 99,95 Fe 150 Πυρίτιο – Σίδηρος 97 Fe, 3 Si 1400 45 Permalloy 55 Fe, 45 Ni 2500 Supermalloy 79 Ni, 15 Fe, 5 Mo, 0,5 Mn 75000 Ferroxcube A 48 MnFe2O4, 52 ZnFe2O4 Ferroxcube B 36 NiFe2O4, 64 ZnFe2O4 650

22 Σιδηρομαγνητικά Υλικά Επίδραση Θερμοκρασίας – Θερμοκρασία Curie