Campul magnetic in substanta

Campul magnetic in substanta

Pana acum am luat in considerare doar campul magnetic produs de curentii de conductie, adica de miscarea ordonata a sarcinilor libere sub actiunea unui camp electric aplicat.

Curentii de conductie se mai numesc si curenti liberi.

In orice substanta exista, chiar in absenta campului electric extern, curenti legati, produsi de miscarea electronilor in campul central al 535c28f undelor in atomi sau in molecule. Acesti curenti au fost luati in considerare prima oara de Ampére in scopul explicarii magnetizarii substantelor si au fost numiti curenti moleculari.

Daca o substanta prezinta un camp magnetic propriu se spune ca ea se afla in stare de magnetizare.

16.1.Momentul magnetic si magnetizarea

Campul magnetic propriu al substantei magnetizate este considerat ca o rezultanta a campurilor tuturor curentilor legati din atomii si moleculele ce intra in constitutia sa. Deoarece in fiecare atom sau molecula exista un curent legat care genereaza un camp magnetic propriu putem spune ca fiecare reprezinta un dipol magnetic iar curentul legat este asimilat cu o bucla de curent. Daca notam cu I intensitatea curentului din bucla si cu S aria acesteia, se defineste momentul magnetic al buclei:

(16.1)

unde este normala la planul buclei, orientata in sensul in care inainteaza un burghiu drept cand este rotit in sensul in care circula curentul prin bucla.

Substanta magnetizata este caracterizata de vectorul magnetizare

Daca intr-o substanta de volum V exista un numar foarte mare de momente magnetice distribuite uniform in spatiu, atunci vectorul magnetizare se defineste ca suma vectoriala a momentelor magnetice din unitatea de volum:

(16.2)

Din (16.1) si (16.2) se constata ca magnetizarea se masoara in aceleasi unitati ca intensitatea campului magnetic , adica in A/m.

16.2. Vectorul magnetizare si susceptivitatea magnetica

Vectorii pot fi legati printr-o relatie de forma:

(16.3)

unde reprezinta inductia magnetica in absenta substantei (in vid). Pentru un numar mare de substante, in anumite limite ale valorilor lui , magnetizarea variaza liniar cu campul magnetic aplicat:

(16.4)

Constanta de proportionalitate se numeste susceptivitate magnetica.

Materialele magnetice pentru care este valabila relatia (16.4) sunt numite materiale magnetice liniare sau izotrope.

Inlocuind relatia (16.4) in expresia (16.3) obtinem:

(16.5)

Marimea adimensionala:

(16.6)

se numeste permeabilitate magnetica relativa a mediului magnetic iar permeabilitate magnetica absoluta a mediului considerat.

Pentru materialele liniare, omogene si izotrope, este o constanta de material.

Cand s-a stabilit legea lui Ampére s-au avut in vedere numai curentii liberi (curentii de conductie) a caror densitate s-a notat cu . In mediile magnetizate densitatea curentului total este:

(16.7)

unde reprezinta densitatea curentului legat.

Legea lui Ampére sub forma diferentiala va avea expresia:

(16.8)

Tinand cont de legea lui Ampére scrisa pentru curentul de conductie (15.4):

rot

si de expresia (16.3) rezulta ca:

(16.9)

adica legea lui Ampére pentru curentii legati.

Susceptibilitatea magnetica definita prin relatia (16.4) da posibilitatea clasificarii substantelor din punct de vedere al proprietatilor magnetice.

Substantele pentru care se numesc paramagnetice iar cele pentru care se numesc diamagnetice.

Pentru o anumita clasa de substante numite feromagnetice, si are valori foarte mari.

INTREBARI

.Susceptibiltatea magnetica se poate defini prin relatia (1), si valoarea ei permite clasificarea substantelor magnetice (2) in materiale paramagnetice (3), feromagnetice (4) si diamagnetice (5), daca :

a) (1) , (2) liniare, (3) , (4) , (5) ,

b) (1) , (2) omogene, (3) , (4) , (5) ,

c) (1) , (2) izotrope, (3) , (4) , (5) ,

d) (1) , (2) liniare, (3) , (4), ,(5) ,

e) (1) , (2) omogene, (3) , (4) , (5) .