b) Magnetizarea
Pentru a determina energia unui corp magnetizat în funcție de stare, de exemplu, în funcție de temperatura volumului V și de momentul magnetic, adică, avem nevoie mai întâi de o explicație. Pentru magnetizare folosiți un câmp magnetic. În ce măsură ar trebui ca acest câmp magnetic să fie luat în considerare la calcularea energiei? Această problemă poate fi rezolvată numai prin acord. Este general acceptat faptul că un câmp magnetic extern, care este utilizat numai pentru magnetizare, nu trebuie inclus
în calcul la determinarea energiei corpului. Prin urmare, atunci când se calculează energia unui corp magnetizat, vom presupune următoarea situație fizică. Inițial, corpul este magnetizat de un câmp magnetic la valoarea dorită, apoi cred că a ajuns astfel, magnetizarea este fixat, de exemplu, prin fixarea magneților elementare individuale, astfel încât magnetizare cu câmp în scădere nu este variat. Este adevărat că este practic imposibil să faci asta. Cu toate acestea, introducerea unei astfel de "reacții de frânare" nu este în contradicție cu nici o lege a naturii cunoscute. Apoi, scoateți câmpul magnetic. Abia după aceea avem în fața noastră un "stat M" fără un câmp magnetic extern. Energia acestui stat va fi, de acum înainte, indicată prin
Fig. 6. Forța acțiunii polului magnetic pe corp este echilibrată de sarcina K.
Pentru definiția energetică introdusă astfel, demonstrăm următoarele. Dacă momentul magnetic al corpului și câmpul magnetic necesar pentru a crea acest moment, atunci lucrarea care trebuie făcută atunci când crește este
Dacă H este cunoscut ca o funcție de
dă naștere energiei corpului nostru, legată de performanța muncii (3.3). Odata cu aceasta, pentru caracterul complet al modificărilor de energie ar trebui să fie incluse în calcul în conformitate cu (3.1) este lăsată în continuare în jos cantitatea de căldură care trebuie luate în considerare în cazul în care, de exemplu, magnetizarea are loc la o temperatură constantă, r. E. Într-un cuptor.
Pentru fundamentarea hardware a ecuației (3.3), luăm în considerare două metode diferite de magnetizare, și anume magnetizarea prin apropierea de un magnet permanent sau prin intermediul unui solenoid.
Prima metodă este prezentată sub forma circuitului din figura 6. Fie polul sudic al magnetului permanent, corpul magnetizabil, componenta x a câmpului magnetic provenit de la S la punctul x al corpului. H crește atunci când se apropie de polul magnetic Forța care acționează asupra momentului magnetic în direcția x Prin urmare, corpul va fi în echilibru dacă noi, așa cum se arată în Fig. 6, cu ajutorul unui fir și a unui bloc aplicăm corpului o forță egală în magnitudine. Când se apropie distanța, munca se face (sarcina K crește). În consecință, munca efectuată pe sistemul plus este:
Când treceți de la valoarea finală a lui H
(3.3a) Pentru a ajunge la expresia (3.3a), trebuie să mergem cu un pas mai departe. Aceasta constă în faptul că suntem „ancorarea“ sau „fix“ a ajuns la H magnetizare Acum corpul din nou otodvinem este fixat în așa fel din regiunea pol al momentului magnetic în același timp, trebuie să depășească forța, astfel, în general, a efectua munca
Fig. 7. Compararea valorilor
Astfel, munca totală va fi folosită
aceasta este valoarea dată în (3.3a). După efectuarea lucrărilor, corpul de testare este din nou situat dincolo de limitele acțiunii polului 5, ca și înainte, când momentul său era zero.
Energia potențială a corpului magnetizat în raport cu polul în conformitate cu aranjamentul de mai sus nu este inclusă în energia sistemului. Numai energia "internă" este luată în considerare, de exemplu, atunci când se analizează microscopic energia reciprocă a dipolilor elementari, momentul magnetic al cărui rezultat este
Figura 7 ilustrează ceea ce sa spus mai sus. Acesta arată curba de magnetizare Se poate observa că cele două zone din sumă sunt egale cu dreptunghiul
Dacă magnetizarea este efectuată cu ajutorul unui solenoid, calculul este după cum urmează. Lăsați corpul magnetizat să aibă forma unui cilindru lung cu lungimea I și o secțiune transversală, care înfășoară sârmă, care nu are rezistență și care este acționată electric (Figura 8). Apoi, în interiorul solenoidului apare un câmp magnetic omogen
Dacă momentul magnetic este o unitate de volum a corpului nostru, atunci inducția și fluxul efectiv de inducție
Schimbarea de timp în conformitate cu legea de inducție duce la o tensiune
Cu această tensiune este conectată puterea egală cu
unde volumul corpului și, prin urmare, momentul său magnetic
Fig. 8. Magnetizare prin intermediul unei bobine cu curent.
Astfel, munca efectuată asupra sistemului în timp este dată de
Pentru a obține o valoare (3.3a) la magnetizarea din nou fixați-l și apoi îndepărtați câmpul Astfel ne întoarcem din nou domeniul energetic, în cele din urmă va trebui să corpul magnetizat fără câmp magnetic exterior, și în conformitate cu ecuația (3.3a) consumat în general, activitatea va fi:
Trimiteți-le prietenilor: