Страница:Радиолюбитель 1930 г. №10.djvu/23

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


Физические особенности ферромагнитных материалов1

D РАЗВИТИИ всех отраслей электротех- ^ ники совершенно исключительную по значению роль аграютдва материала: медь и железо. Представление о меди неразрывно связывается с проводниками электрического тока: линии, обмотки машин, катушки, соединения в схемах—все это выполняется медными проводами.

Основная область применения железа связана с магнитными явлениями: сердечнике всевозможных электромагнитов, трансформаторов и дроссельных катушек, магнитные системы динамомашин и электродвигателей, важнейшие части электроизмерительных приборов изготовляются из железа. Надо добавить, что практика не любит химически чистого железа: чаще в процессе самой добычи в железе как бы „растворяется“ углерод (уголь). И если весовое содержание углерода превышает 1.5% чистого железа, то смесь называется чугуном; при наличия углерода в количестве от 0,3% до 1,5% мы имеем сталь: а собственно железом в промышленности называется смесь, содержащая не свыше 0,3% углерода. В электротехнике главным обрааом встречаются „мягкие* сорта же-

Рис. 2.

леза, т.*е. с малым содержанием углерода; зато частенько а состав входит кремний.

' Настоящая статья в ест целью в самом Простом виде изложить общие свойства же лила в ьлсктричсскик исиих. На втой основе читатель сможет легче подойти и научению отдельны* приборов, содержащих ферромагнитные дета* н•

Н. М. Изюмов

Медь в своей области имоет конкурентов; ведь в сущности провода можно изготовлять из любого металла, и вопрос решается только соображениями экономичности. В некоторых случаях вполне рациональны провода железные или алюминиевые.

Магнитные свойства железа являются исключительными. Правда, никель, кобальт и некоторые искусственные сплавы также проявляют эти свойства, но либо в малой степени, либо обработка сплавов практически затруднительна. Таким образом, говоря о группе материалов ферромагнитных, подразумевают почти бев оговорок железо, сталь и чугун. Только в самое последнее время для трансформаторов начали применять замечательный сплав никеля и железа, который пазывается „пермаллой*.

Для исследования магнитных свойств материалов можно предложить мяого различных опытов. Остановимся хотя бы на следующем. Катушка L из медной проволоки толщиной в несколько тт, ставится на стол, который имеет отверстие в крышке (рис. 1). Катушку располагают так, чтобы внутренний канал ее приходился как раз над отверстием в столе, после чего вставляют сквозь капал до упора сердечник F из испытуемого материала. Если сердечник получит хотя бы ничтожное стремление втянуться внутрь катушки в тот момент, когда по ее виткам

пропущен электрический ток, то испытуемый материал мы отнесем к группе ..парамагнитных" веществ. В противном случае материал сердечника мы назовем „диамагнитным'"'. Практически разница в свойствах обеих групп веществ невелика; мало найдется техников, которые помнят, например, что алюминий является парамагнитным материалом, а медь— диамагнитным. И в том, и в другом металле ыагвитное поле ведет себя почти так же, как в воздухе.

Только та небольшая группа материалов, которые мы назвали ферромагнитными. обладает столь яркими свойствами, что ее пришлось выделить из всего семейства парамагнитных веществ. В нашем опыте, например, железной сердечник при включении тока подпрыгнет «верх, стремясь расположиться в середине

катушки; при размыкании тока магнетизм исчезнет, сердечник падает вниз.

Как об'ясняет физика эти различия в магнитных свойствах материалов? Ответ следует искать в электронной теории, которая стремится раскрыть строение авто- мов вещества. Атомы образованы электронами, вращающимися вокруг ядра. Но ведь движение электрона есть электрический ток! Значит,орбита электрона подобна витку, по которому идет круговой ток (рис. 2).

Дальше мы вспомним, что круговой ток в витке должен создать магнитное поле;

Рис. 4.

виток становится как бы плоским магнитиком, имеющим северный и южный полюсы (рис. 3). И если его поместить в постороннее магнитное поле, то своими силовыми ливнями он стремится усилить внешнее поле, располагаясь соответствующим образом.

У подобие вращающийся электрон круговому току, мы должны далее признать, что и эдесь получается система, не безразличная к внешним магнитным полям!

Электрош создает собственное поле, которое может ориентировать плоскость орбиты в соответствии с направлением внешних силовых линий. Эта оряенти- рующая сила стремится установить атом в каком-то определенном положении. Всегда ли это удается? Нет, не всегда, так как, во-первых, в самом атома может быть несколько электронов, вращающихся по различным орбитам, а во- вторых, атомы группируются в молекул.», и к самостоятельному перемещению способны лишь целые молекулы.

В

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ ШИ 10

349