§ 5. Ферромагнетизм.

Существует очень важная группа материалов, у которых магнитная проницаемость изменяется при изменении намагничивающего поля, зависит от предыдущих состояний образца и намного

превышает проницаемость обычных веществ. Такие материалы называются ферромагнетиками. К ним относятся железо, кобальт, никель, сплав Гейслера и, при низких температурах, некоторые металлы редких земель. Построим из ферромагнетика простую магнитную цепь, подобную тору, рассмотренному в § 30 гл. VII, для которого намагничивающая сила (или магнитодвижущая сила на легко вычисляется. Если исходить из нулевых значений то В при возрастании также растет, но коэффициент пропорциональности между ними, являющийся магнитной проницаемостью, сначала растет, а потом уменьшается. На фиг. 115 приведены типичные для ферромагнитного материала кривые зависимости от

Фиг. 115.

При измерении намагниченности достаточно чувствительным прибором можно обнаружить, что крутой участок кривой намагничивания для большинства ферромагнетиков имеет ступенчатую структуру. Это явление называется эффектом Баркгаузена. Оно свидетельствует о том, что большая область, включающая в себя множество одинаково ориентированных атомарных магнитон, изменяет свое направление как нечто целое. Опыты с ферромагнитными монокристаллами показали, что наиболее легко намагничивание происходит в некоторых определенных направлениях.

Поскольку большинство ферромагнетиков, с которыми приходится иметь дело, являются поликристаллами, то можно считать, что основная часть намагниченности обусловлена ориентацией магнитных областей в направлении, близко совпадающем с направлением намагничивающего ноля. Когда все области окажутся ориентированными таким образом, эффект Баркгаузена прекращается и дальнейшее увеличение намагничивающего поля приводит лишь к постепенному повороту вектора намагниченности каждой из областей вплоть до полного совпадения с направлением поля. Об этом свидетельствует отсутствие скачков на пологой части кривой, где намагниченность близка к нас мщению. Теоретическое объяснение этого процесса основано на свойствах электронной оболочки атома железа.

При расчетах магнитных полей, индуктнвностей, магнитодвижущих сил, вихревых токов и тому подобных величин до сих пор предполагалось, что магнитная проницаемость вещества не зависит от напряженности поля. Из приводимых здесь кривых видно, что для ферромагнитных материалов при больших изменениях намагничивающего поля это предположение становится несправедливым. В таких случаях можно взять среднее значение в рассматриваемой области изменения Как правило, точность, с которой определены кривые намагничивания отдельных образцов, невелика. Однако если мы имеем дело с очень однородным и тщательно отожженным ферромагнитным материалом, то можно определить из его кривой намагчивания величину годную для различных областей. Эти сведения

можно использовать для более строгого аналитического решения различных задач только в случае простой геометрии системы.