При какой температуре железо теряет свои магнитные свойства
Коля Жуков
28 апреля · 2,0 K
При сильном нагревании магнит теряет свои свойства и перестает магнитить. Переход от магнитного состояния к немагнитному происходит очень быстро, как только температура тела достигает определенного предела
При сильном нагревании магнит теряет свои свойства и перестает магнитить. Переход от магнитного состояния к немагнитному происходит очень… Читать далее
Можно ли магнитом найти золото?
Специального поискового магнита на золото и серебро не существует. Однако украшения и монеты из драгоценных сплавов добыть с его помощью вполне возможно, ведь они содержат и другие элементы, которые магнит притянет. … Никель легко притягивается к магниту .
Прочитать ещё 1 ответ
Что такое неодимовый магнит?
Радиоинженер(Радиосвязь, электро-радионавигация)
В свободное время ремонтирую…
Неодимовый магнит имеет во много раз большую магнитную индукцию, чем обычные магниты. Неодимовые магниты изготавливаются из сплава редкоземельных металлов – Неодима(Neodymium (Nd), Железа(Ferrum (Fe), и Бора( Borum (B) и представляют собой цилиндры, диски, или кубы покрытые защитной оболочкой из никиля.
Прочитать ещё 2 ответа
Кто может простыми словами объяснить как работает постоянный магнит? В каком направлении двигаются в нем электроны и как получается так что если разрезать магнит получится два маленьких магнита?
Кибербезопасность, Компьютерные системы, Науки.
Возьмём, что электрон это шарик. Возьмём отдельный атом. Он состоит из ядра и орбиты. В ядре расположены протоны — положительно заряженные частицы, и нейтроны — нейтральные частицы. На орбите находятся электроны — отрицательно заряженные частицы. У атома есть орбитали. На каждой из них могут располагаться максимум два электрона. Если электрона два, то они врашаются в разные стороны, т.е один по часовой, другой против.
Вращаясь, электрон, как и положено заряду, генерирует поле. Направление вектора индукции поля*(далее вектор) зависит от направления вращения электрона. Если на орбитали вращаются два электрона, то их векторы направлены противоположно друг-другу и “гасят” друг-друга, т.е в итоге мы ничего не получаем. Примерно как про лебедя, рака и щуку. Тащат кто куда, а ничего не происходит. Если электроны не имеют пары, то магнитные поля усиливаются. Т.е, если бы лебедь, рак и щука тянули в одном направлении. В магните атомы выстроены особым образом, так, что направление векторов одинаково. Не из всех материалов можно сделать магнит. Есть магнитомягкие материалы, в которых при воздействии на них внешнего(стороннего) магнитного поля(например, от другого магнита), атомы выстраиваются в упорядоченную структуру, но, когда поле исчезает, атомы снова начинают маяться своими делами. Но, есть магнитотвердые тела, где конструкция не сразу разрушается после отключения магнитного поля. При воздействии поля, атомы поворачиваются в определенном направлении. В ферромагнетиках, например, атомы поворачиваются так, чтобы направление векторов их полей совпадало с направлением вектора внешнего поля, усиливая его, а вот в диамагнетиках атомы поворачиваются так, что направление векторов их полей направлено против внешнего, ослабляя его. У магнита есть два полюса: Северный и Южный. Из Северного полюса выходят силовые линии, которые входят в Южный. Это наглядная схема представления. Если поднести магниты одинаковыми полюсами друг к другу, то силовые линии начинают “конфликтовать”, расталкивая магниты, т.к векторы будут направлены в разные стороны и будут возникать противоположно направленные силы.
Почему если разрезать магнит по-середине, то мы не получим однополюсный магнит? Представим что атомы располагаются друг на друге, направления векторов поля(вернее, векторов магнитной индукции) у них совпадают. Если мы разделим эту цепочку, то получим две цепочки, у которых все так же, т.е, два магнита. Гипотетический магнит с одним полюсом называется монополем, самый известный — монополь Дирака.
Прочитать ещё 3 ответа
Как добывают магнит?
Я увлекаются очень многими вещами, разносторонний…. Отвечаю на вопросы…
Существуют три основных вида магнитов:
постоянные магниты;
временные магниты;
электромагниты.
Для производства постоянных магнитов используются четыре основных класса материалов:
неодим-железо-бор (Nd-Fe-B, NdFeB, NIB); самарий-кобальт (SmCo); альнико (Alnico); керамические (ферриты).
Временные магниты: в качестве примера можно привести скрепки и гвозди, а также другие изделия из «мягкого» железа.
Электромагнит — это туго намотанные на каркас витки провода, обычно с железным сердечником, который действует как постоянный магнит только тогда, когда по проводу течет ток.
Прочитать ещё 2 ответа
Теряет ли магнит свои свойства, когда он расплавлен?
Researcher, Institute of Physics, University of Tartu
Если Вы имеете в виду намагниченность (дальний порядок магнитных моментов в структуре), то да. Причем не при плавлении, а при более низкой температуре называемой температурой Кюри. При этой температуре спонтанная намагниченность разрушается и ферро(ферри)магнетики становятся парамагнетиками. Для большинства магнитных материалов температура Кюри намного ниже температуры плавления (исключение – кобальт и некоторые его сплавы, у них достаточно близки Тк и Тпл, но все равно точка Кюри, конечно, всегда ниже Тпл).
Источник
Магнитные свойства вещества
Подробности
Просмотров: 594
«Физика – 11 класс»
Магнитное поле создается электрическими токами и постоянными магнитами.
Все вещества, помещенные в магнитное поле, создают собственное магнитное поле.
Намагничивание вещества.
Все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, т. е. сами становятся источниками магнитного поля.
В результате этого вектор магнитной индукции при наличии вещества отличается от вектора магнитной индукции в вакууме.
Гипотеза Ампера
Причина, вследствие которой тела обладают магнитными свойствами, была установлена французским физиком Ампером: магнитные свойства тела можно объяснить циркулирующими внутри него токами.
Внутри молекул и атомов существуют элементарные электрические токи, которые образуются вследствие движения электронов в атомах.
Если плоскости, в которых циркулируют эти токи, расположены беспорядочно по отношению друг к другу из-за теплового движения молекул, то их действия взаимно компенсируются, и никаких магнитных свойств тело не обнаруживает.
В намагниченном состоянии элементарные токи в теле ориентированы так, что их действия складываются.
Наиболее сильные магнитные поля создают вещества, называемые ферромагнетиками.
Из них делают постоянные магниты, так как поле ферромагнетика не исчезает после выключения намагничивающего поля.
Магнитные поля создаются ферромагнетиками не только вследствие обращения электронов вокруг ядер, но и вследствие их собственного вращения. В ферромагнетиках существуют области, называемые доменами размером около 0,5 мкм.
Если ферромагнетик не намагничен, то ориентация доменов хаотична, и суммарное магнитное поле, создаваемое доменами, равно нулю.
При включении внешнего магнитного поля домены ориентируются вдоль линий магнитной индукции этого поля, и индукция магнитного поля в ферромагнетиках увеличивается, становясь в тысячи и даже миллионы раз больше индукции внешнего поля.
Температура Кюри.
При температурах, больших некоторой определенной для данного ферромагнетика, его ферромагнитные свойства исчезают.
Эту температуру называют температурой Кюри по имени открывшего данное явление французского ученого.
При нагревании намагниченные тела теряют свои магнитные свойства.
Например, температура Кюри для железа 753 °С.
Существуют ферромагнитные сплавы, у которых температура Кюри меньше 100 °С.
Применение ферромагнетиков
Ферромагнитных тел в природе не так много, но они нашли широкое применение.
Например, сердечник, установленный в катушке, усиливает создаваемое ею магнитное поле, не увеличивая силу тока в катушке.
Сердечники трансформаторов, генераторов, электродвигателей и т. д. изготовляют из ферромагнетиков.
При выключении внешнего магнитного поля ферромагнетик остается намагниченным, т. е. создает магнитное поле в окружающем пространстве.
Благодаря этому существуют постоянные магниты.
Большое применение получили ферриты — ферромагнитные материалы, не проводящие электрического тока, это химические соединения оксидов железа с оксидами других веществ.
Один из известных ферромагнитных материалов — магнитный железняк — является ферритом.
Ферромагнетики используются для магнитной записи информации.
Из ферромагнетиков изготовляют магнитные ленты и магнитные пленки, которые используют для звукозаписи в магнитофонах и для видеозаписи в видеомагнитофонах.
Запись звука производят на ленту с помощью электромагнита, магнитное поле которого изменяется в такт со звуковыми колебаниями.
При движении ленты вблизи магнитной головки различные участки пленки намагничиваются.
Схема магнитной индукционной головки
где
1 — сердечник электромагнита;
2 — магнитная лента;
3 — рабочий зазор;
4 – обмотка электромагнита.
Развитие технологии магнитной записи привело к появлению магнитных микроголовок, которые используются в ЭВМ, позволяющих создавать большую плотность магнитной записи, так на ферромагнитном жестком диске диаметром в несколько сантиметров хранится до нескольких терабайт (1012 байт) информации. Считывание и запись информации на таком диске осуществляется с помощью микроголовки. Диск вращается с огромной скоростью, и головка плавает над ним в потоке воздуха, что предотвращает возможность механического повреждения диска.
Источник: «Физика – 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин
Магнитное поле. Физика, учебник для 11 класса – Класс!ная физика
Магнитное поле и взаимодействие токов —
Магнитная индукция. Линии магнитной индукции —
Модуль вектора магнитной индукции. Сила Ампера —
Электроизмерительные приборы. Громкоговоритель —
Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца —
Магнитные свойства вещества —
Примеры решения задач —
Краткие итоги главы
Источник
Еще со времен
Гильберта было известно, что железо и
сталь теряют свои магнитные свойства,
будучи нагреты до светло-красного
каления. Они при этом перестают
намагничиваться и не притягиваются
магнитом, но при охлаждении восстанавливают
свои обычные качества. То же происходит
при несколько более высокой температуре
с кобальтом и при более низкой — с
никкелем. Вообще говоря, переход от
магнитного состояния к немагнитному
происходит очень быстро, как только
температура тела достигает определенного
предела.
152
В
виде примера приведем данные, которые
былиполучены:
Гопкинсоном во время одного опыта с
куском кованого железа. Когда этот
материал был подвергнут действию слабого
магнитного поля (H=0,3
эрстеда), его магнитная проницаемость
непрерывно возрастала с повышением
температуры сначала медленно, затем
все быстрее и быстрее и так далее, до
предельной температуры, которая в
описываемом случае оказалась равной
775° С. При этой температуре магнитная
проницаемость во много раз больше, чем
в случае холодного железа. При дальнейшем
нагревании последовала чрезвычайно
быстрая потеря магнитных свойств: когда
температура поднялась всего только на
11°, т. е. до 786°С, железо сделалось
практически немагнитным. Его магнитная
проницаемость стала равной 1,1, между
тем как при 775°С проницаемость имела
значение около 11000. На рисунке 89)
представлена графически зависимость
от температуры в данном случае, т. е. при
H=0,3
эрстеда.
Здесь весьма
отчетливо видно, насколько внезапно
магнитная проницаемость данного образца
железа падает при приближении температуры
его к 786°С. Когда материал был подвергнут
действию сравнительно более сильного
поля, переход от магнитного состояния
к немагнитному совершался более плавно,
но потеря
153
магнитных свойств
столь же полная, и происходит это при
той же температуре, что и раньше. Гопкинсон
назвал ее критической температурой.
На рисунках 90 и 91 представлена зависимость
от температуры
при
H=4
эрстедам,
H=45
эрстедам,
для того же сорта
железа, к которому относится и рисунок
89. В случае H=4
эрстедам, по мере повышения температуры
еще наблюдается некоторый подъем ,
и это
продолжается приблизительно до 650°.
Затем довольно
быстро падает. В случае же Н=45
эрстедам, повышения
по мере повышения температуры совсем
не наблюдается. В пределах от 0 до 500°С
магнитная проницаемость практически
сохраняется неизменною, а при дальнейшем
нагревании начинает медленно падать и
сравнительно медленно же падает до
предельного значения =1,1
при температуре в 786° С. Критическая
температура различных сортов железа и
стали колеблется, как показали
исследования, в пределах от 690° до 870°С.
У кобальта критическая температура
равна приблизительно 1000°, у никкеля
—около 310°С.
Из приведенных на
рисунках 89, 90 и 91 кривых ясно, что в
пределах нормальных рабочих температур,
встречающихся в обычной электротехнической
практике, изменение магнитных свойств
железа и стали в зависимости от нагревания
настолько ничтожно, что при всякого
рода расчетах им можно пренебречь.
На рисунке 92
приведены еще характерные кривые,
представляющие результаты наблюдений
Гопкинсона над ходом намагничения
железа при разных температурах.
Здесь
кривая I
дает зависимость В
от
Н
при
температуре в 10°. Кривая 11 дает ту же
зависимость при температуре в 670°. Кривая
III
построена для
154
температуры
около 742°, и, наконец, кривая IV
— для температуры около 771°. На рисунке
93 представлены начальные части этих
кривых.
Здесь
масштаб Н
взят
нарочно большим, чтобы наглядно показать
относительное расположение кривых и
их пересечение. Обозначения кривых те
же, что и на рисунке 92.
Из
всех приведенных кривых отчетливо
видно, что чем слабее магнитное поле,
воздействующее на железо, тем большее
значение имеет повышение температуры
в смысле достижения высших степеней
намагничения. В этом отношении мы имеем
полную аналогию с влиянием сотрясений
на магнитные свойства ферромагнитных
материалов (см. § 39). В данном случае
гипотеза элементарных магнитов дает
возможность высказать предположение,
что с повышением температуры устойчивость
отдельных групп магнитиков должна
уменьшаться, так как при этом возрастает
общая подвижность всех молекул тела.
Надо полагать, что при приближении
к критической температуре эта подвижность
настолько уже велика, что достаточно
небольших добавочных воздействий со
стороны слабой намагничивающей силы
для того, чтобы нарушить исходные
группировки молекулярных магнитиков
и ориентировать ихв
направлении поля.
155
Есть
много данных в пользу того предположения,
что при переходе через критическую
температуру железо я
другие
магнитные материалы вообще претерпевают
какое-то резкое изменение в своих
свойствах. Так, при переходе через
критическую температуру резко меняются
термо-электрические свойства, а также
электрическое сопротивление материала.
Далее, железо и сталь, предварительно
нагретые выше критической температуры,
при остывании темнеют до достижения
этой температуры и затем внезапно
вспыхивают, проходя через нее. Это
последнее явление, открытое Барретом.
было им названо рекалесценцией.
Выяснилось,
что температура рекалесценции как раз
и есть температура критическая в
магнитном отношении. Современная
металлургия в полной мере выяснила
сущность того, что происходит с
железом и другими подобными материалами
при переходе через критическую
температуру. Именно, при этом происходит
очень быстрое изменение молекулярного
строения вещества, связанное с превращением
одной модификации его (магнитной)
в другую (немагнитную).
Кроме
тех изменений магнитных качеств железа,
которые обнаруживаются немедленно
при повышении температуры его, на
практике приходится встречаться еще с
одним явлением, которое также повидимому
обусловливается нагреванием. Речь идет
о так называемом старении
железа. Этот
процесс протекает очень медленно
при сравнительно низких температурах
и выражается между прочим в изменении
потерь на гистерезис, которые обычно
возрастают с течением времени. Такое
возрастание потерь на гисте-
156
резис
в прежнее время нередко наблюдалось
при работе трансформаторов переменного
тока, для изготовления которых применялось
простое железо. Есть основание полагать,
что в данном случае мы имеем дело с
медленным изменением молекулярного
строения железа. Опыт показывает,
что процесс старения ускоряется при
нагревании. В частности при температурах
порядка 150°—200° процесс этот протекает
в несколько дней, в то время как при
температурах порядка 50° он протекает
годы, прежде чем железо придет в некоторое
установившееся состояние. В связи с
тем, что явление впервые было наблюдено
в
трансформаторах,
сначала высказывалось предположение,
что возрастание потерь нагистерезис
представляет собою результат некоторой
усталости материала, происходящей
вследствие непрерывного перемагничивания,
подобно усталости упругого тела,
подверженного повторным механическим
напряжениям. Юинг, однако, показал, что
переменное намагничение само по себе
не производит никакого действия. Мордей
выяснил совершенно определенно, что
возрастание потерь на гистерезис
происходит исключительно благодаря
длительному нагреванию материала.
Это было затем подтверждено исследованием
Роджета. Для иллюстрации сказанного
выше о старении железа приведены на
рисунке 94 кривые гистерезиса, полученные
Роджетомдля
некоторого сорта железа при
Bmax=4000
гауссов.
Здесь изображены
три цикла. Первый характеризует железо
в начальной стадии, т. е. до нагревания.
Второй — через 19 часов нагревания при
200°. Третий цикл характеризует материал
после нагревания при той же температуре
в течение 4 дней. За это время был пройден
максимум потерь на гистерезис.
В настоящее время
в области электрического машиностроения
и аппаратостроения вопрос о старении
железа потерял свою остроту, благодаря
тому, что удалось получить сплавы железа,
обладающие весьма устойчивыми магнитными
качествами (например, кремнистое железо).
Источник
Основная цель урока: изучить новую тему, изучить применение веществ с различной магнитной проницаемостью.
Ссылка на видеоурок:
Конспект урока
1. Магнитные свойства вещества
Все вещества в окружающей нас природе в какой – то мере обладают магнитными свойствами. Среди многих приборов навигации, необходимых для прокладывания курса кораблей или самолётов, обязательно должен быть и магнитный компас. Во многих измерительных приборах основными деталями служат постоянные магниты. Что же происходит с веществом, помещённом в магнитное поле? Вспомним, как магнитные свойства катушки, по которой течёт ток, усиливаются, если в катушку вставлен железный сердечник. Железный сердечник намного увеличивает магнитное поле в катушке с током. Мы знаем, что вокруг катушки с электрическим током возникает магнитное поле, а железный сердечник, создаёт своё магнитное поле и, согласно принципу суперпозиции полей, векторы этих двух полей складываются. Таким образом, мы наблюдаем усиление магнитного поля. Магнитную индукцию, создаваемую электрическим током, обозначим через (В0). Магнитную индукцию поля в веществе обозначим через (В). При введении железного сердечника, появляется магнитная индукция поля, возникающая благодаря намагничиванию вещества (В1). Эти поля складываются по принципу суперпозиции полей. В итоге мы наблюдаем, что вещество может усилить или, возможно ослабить магнитное поле. Магнитная индукция поля, создаваемого этими токами в вакууме, будет меньше, чем магнитная индукция поля в веществе.
Магнитной проницаемостью вещества называется физическая скалярная величина показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в данном веществе отличается от индукции магнитного поля в вакууме
Ферромагнетики – вещества, у которых магнитная проницаемость много больше единицы. К ферромагнетикам относятся, например, железо, никель и кобальт.Из них, как легко заметить, чаще всего и изготавливают постоянные магниты. Здесь стоит отметить, что магнитная проницаемость ферромагнетиков зависит от магнитной индукции внешнего магнитного поля.
Главная особенность ферромагнетиков заключается в том, что им свойственен остаточный магнетизм, то есть будучи намагничен, ферромагнетик остается таковым даже после отключения источника внешнего магнитного поля.
Точка Кюри – температура, при которой ферромагнетики теряют ферромагнитные свойства.
Парамагнетики – вещества, у которых магнитная проницаемость чуть больше единицы. Это алюминий, вольфрам, щелочные металлы, магний, платина.Магнитная проницаемость парамагнетиков также зависит от температуры и уменьшается с повышением.
В отсутствие внешнего магнитного поля парамагнетики не обладают остаточной намагниченностью, то есть не имеют собственного магнитного поля. Из парамагнетиков постоянных магнитов не делают.
Но есть среди магнетиков и такие вещества, которые намагничиваются против приложенного к ним внешнего магнитного поля. Они называются диамагнетиками.
Магнитная проницаемость диамагнетиков практически не зависит ни от индукции прилагаемого к ним магнитного поля, ни от температуры. Когда диамагнетик оказывается вынесен из намагничивающего магнитного поля, он полностью размагничивается и собственного магнитного поля не несет.
К диамагнетикам относятся, например: медь, висмут, кварц, стекло, каменная соль. Идеальными диамагнетиками называют сверхпроводники, ибо внешнее магнитное поле не проникает в них вовсе. Это значит, что можно считать магнитную проницаемость сверхпроводника равной нулю.
Тест для самоконтроля:
1. Какая величина характеризует магнитные свойства среды?
а) магнитная индукция;
б) магнитная проницаемость;
в) магнитное поле.
2. Какие вещества относят к ферромагнетикам?
а) у которых ;
б) у которых ;
в) у которых
3. Температура Кюри – это температура, при которой…
а) ферромагнетик теряет ферромагнитные свойства;
б) плавятся ферромагнетики;
в) магнит становится менее сильным.
4. Гипотеза Ампера:
а) все вещества, проводящие ток, являются магнитами;
б) магнитные свойства тела определяются внутренними токами;
в) все намагниченные тела являются ферромагнетиками.
5. Какие вещества ослабляют магнитное поле?
а) диамагнетики;
б) парамагнетики;
в) ферромагнетики.
6. Все вещества, помещённые в магнитное поле:
а) выталкиваются полем;
б) втягиваются полем;
в) создают собственное поле.
7. Диамагнетики – это вещества, у которых магнитная проницаемость:
а)
б)
в)
8. Можно ли краном, снабжённым электромагнитом, переносить раскалённые стальные болванки?
а) нельзя;
б) можно;
в) в редких случаях.
9. Внутри атомов и молекул циркулируют элементарные электрические токи, образованные:
а) магнитным полем;
б) движением электронов в атомах;
в) электрическим полем.
Источник