1.Magneetikud. Ferromagnetism. Magneetikud. Aine magnetilisi omadusi iseloomustatakse magnetilise vastuvõtlikusega ( ). Magneetikud jaotatakse sõltuvalt - st vastavalt: - Diamagneetikud km ~ 10-8 ÷ 10-7 m³/kmool (negat.) - Paramagneetikud km ~ 10-7 ÷ 10-6 m³/kmool (posit.) - Ferromagneetikud km ~ 103 m³/kmool (posit.) ( 1 + ) = - materjali magneetiline läbitavus km = C / T , kus C on Curie` konstant Ferromagnetism. Erilise magneetikute klassi moodustavad ained, mis on võimelised magneetuma isegi välise magnetvälja puudumisel.Kõige levinuma esindaja raua järgi said nad nimeks ferromagneetikud. Siia kuuluvad raud ,nikkel,koobalt, nende sulamid, mangaani ja kroomi sulamid. On samuti ferromagneetilised pooljuhid, mida nimetatakse ferriitideks. Nõrgalt magnetiliste ainete magneetumus sõltub väljatugevusest lineaarselt. Ferromagneetikute magneetumus sõltub väljatugevusest keerulisel viisil.
52. Kuidas klassifitseeritakse magneetikud? 1) Diamagneetikud. Magnetiline vastuvõtlikkus on negatiivne ja väike ja konstantne. Ainult ülijuhis on see täpselt 1. 2) Paramagneetikud. Magnetiline vastuvõtlikkus on positiivne ja väike ja konstantne. 3) Ferromagneetikud. Magnetiline vastuvõtlikkus on positiivne ja suur ja sõltub välisest väljatugevusest. µ >> 1Neile on iseloomulik spontaanne magneetuvus. Nad on püsimagnetid. Fe,Co, Ni,Gd Ja mõned sulamid. Ferromagnetism pole klassikalise füüsikaga põhjendatav. Curie punkt: temperatuur, mille juures ferromagneetik kaotab omadused. 53. Kasutades allolevat joonist tuletage Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus. 54. Kasutades allolevat joonist, tuletage kontuuris tekkiva elektromotoorse jõu avaldis selle ühtlasel pöörlemisel. 55. Mis on kontuuri induktiivsus? Kasutades allolevat joonist, tuletage pika solenoidi induktiivsuse arvutamise valem.
Magneetikute liigi määrab nende magnetiline vastuvõtlikkus. See on võrdeline aine väljaga ja pöördvõrdeline voolu väljaga vaakumis ning ta on ühikuta. Aatomi igal elektronil on orbitaalne magnetiline dipoolmoment ja magnetiline spinn- dipoolmoment, mis liituvad vektoriaalselt. Kui kõigi nende magnetiliste dipoolmomentide summa tekitab magnetvälja, siis on aine magnetiline. Magnetismi on kolm põhiliiki: diamagnetism, paramagnetism, ferromagnetism. Diamagnetism esineb kõikides ainetes, kuid on nii nõrk, et jääb märkamatuks kui aine on samal ajal ka paramagneetik või ferromagneetik. Diamagnetismi korral tekitatakse välise magnetvälja B mõjul aatomis nõrgad dipoolmomendid. Magnetväli kaob kui kaob väline magnetväli. Nimetust diamagneetik kasutatakse nende ainete puhul millel on üksnes diamagnetismi omadused. Paramagnetis esineb ainetes, mis sisaldavad poolmetalle, haruldasi muldmetalle või aktinoide
kirjutada, et P=UIcosφ. juhil. I=U/R (A) R-juhi Võimsuse valemis cosφ nim. elektritakistus (oom) R=ƿl/S l- võimsusteguriks. 4. juhi pikkus, S-ristlõikepindala, Ülekandenähtused- ƿ-elektriline eritakistus. 3. Difusioon (massi Magneetikud. kandumine) - pinnast Ferromagnetism - Aine läbikantav aine mass on magnetilisi omadusi võrdeline tiheduse gradiendiga, iseloomustatakse magnetilise pindalaga ja ajaga, ning sõltub vastu võtlikusega. Magneetikud aine omadustest mida võtab jaotatakse sõltuvalt x - st arvesse difusioonitegur. vastavalt: Diamagneetikud / Dif
on potentsiaali auk. Suurim paisumine esineb polümeeridel, väiksem metallidel, veel väiksem keraamilistel materjalidel. Soojusjuhtivus- materjali soojusjuhtivus iseloomustab soojusjuhtivuse tegur k, see on võrdteguriks soojusvoo J avaldises: J=-k*dT/dx. Soojusülekanne toimub: 1( kritallvõre võnkeenergia ülekandumisena; 2)vabade elektronide energia plekandumisena. Metallidel on peamine ülekandemehhanism vabade elektronide abil. Metallide soojusjuhtivus on suurim. 24.Ferromagnetism ja ferrimagnetism. on vaakumi magnetiline läbitavus. Sõltuvalt väärtusest jaotatakse materjalid kolmeks: 1) ferromagneetikud (magnetmaterjalid)mille r >> 1. 2) paramagneetikud, mille r 1
Väline magnetväli diamagneetikutes nõrgeneb. -10 -6 Magnetilised omadused temperauurist ei sõltu. Nt vask, kuld, hõbe, vesi 2.5. Paramagnetism Paramagneetiliste ainete aatomid omavad püsivaid magnetmomente. Välise välja puudumisel keha tervikuna magneetunud pole. Välises magnetväljas saavad magnetmomendid eelisorientatsiooni. Väline magnetväli paramagneetikus võimendub. >0 , 10 -4 nt alumiinium, hapnik, plaatina 2.6. Ferromagnetism Ained, mis võivad olla magneetunud ka välise välja puudumisel, omavad spontaanset magneetuvust. Temperatuuri tõstes magneetilised omadused vähenevad ja teatud temperatuurist alates käituvad need nagu paramagneetikud. Nt raud, nikkel, koobalt, nende sulamid 3. Elektromagneetiline induktsioon 3.1. Lenzi reegel. Elektromagneetilise induksiooni seadus. Juhul kui kinnist juhtivat kontuuri läbiv magnetvoog ajas muutub, siis tekib selles
magnetinduktsiooniga Diamagnetiline effekt on omane kõikidele aatomitele. Siiski jälgitav ainult siis, kui aatom ei oma magnetmomenti ilma välise väljata. Paramagneetikud ( > 0, µ > 1) · Magnetiline vastuvõtlikkus on positiivne ja väike ja konstantne · Väljad on samasuunalised VB!!!! Feromagneetik on aine, mis tahkes olekus võib välise välja puudumisel olla magneetunud § Nad on püsimagnetid. · Raud, nikkel, koobalt, gadoliinium , nende sulamid ja ühendid § Ferromagnetism pole klassikalise füüsikaga põhjendatav § Ferromagneetiku magneetumust annab väga hästi kirjeldada hüstereesisilmusega § Curie punkt: temperatuur, mille juures ferromagneetik kaotab omadused. HÜSTEEREESILMUS 9) ELEKTROMAGNETISM Elektromagnetiliseks induktsiooniks nimetatakse elektrivoolu tekkimist juhtivas kontuuris (näiteks suletud juhtmekeerus), kui muutub selle kontuuri pinda läbiv magnetvoog. Elektromagnetilise induktsiooni poolt põhjustatud elektrivoolu nimetatakse
Magnetvälja jõujooned. Vooluelement. Voolude vastastikmõju. Ampere'i seadus. Voolutugevuse ühik amper. Magnetinduktsioon. Ampere'i jõud. Elektromagnet. Vooluraam magnetväljas. Elektrimootor. Magnetvälja mõju liikuvale laetud osakesele. Lorentzi jõud. Laetud osakeste liikumine magnetväljas. Elektronkiire kallutamine magnetvälja mõjul. Tsüklotron. Mass-spektromeeter. Magnethüdrodünaamiline generaator. Ainete suhteline magnetiline läbitavus. Dia-, para- ja ferromagneetikud. Ferromagnetism ning selle kasutamine. Elektromagnetiline induktsioon Elektromagnetiline induktsioon. Pööriselektriväli. Faraday katsed. Magnetvoog. Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus. Induktsiooni elektromotoorjõud poolis. Lenzi reegel. Induktsiooni elektromotoorjõud liikuvates juhtides. Generaator. Eneseinduktsioon. Eneseinduktsiooni elektromotoorjõud. Induktiivsus. Magnetvälja energia. Vahelduvvool. Elektromagnetiline sundvõnkumine - vahelduvvool
väljatugevus arvutatakse valemi dB=k2Idlsin*1/r2 abil, kus on nurk vooluelemendi vektori Idl ja sellelt väljapunkti viiva raadiusvektori r vahel ning dB vektori suund on risti mõlema vektoriga. K2=µ0/4 ja magnetvälja konstant µ0=410-7 H/m H-induktiivsuse ühik hendri. dB = k 2 Idl sin 1 / r 2 k 2 = µ 0 / 4 = 10 -7 H / m H (henri)-induktiivsuse ühik dB = k 2 Idl r / r 3 r / r -ühik vektor 4p.Magneetikud, Ferromagnetism-Aine magneetilisi omadusi iseloomustatakse magnetilise vastuvõtlikusega () Diamagneetikud- H km 10 -8...10 -7 m 3 / kmol (negat ) Paramagneetikud- H km 10 -7 ...10 -6 m 3 / kmol ( posit ) Ferromagneetikud- H km 10 3 m 3 / kmol ( posit ) Erilise magneetikute klassi moodustavad ained, mis on võimelised magneetuma isegi välise magnetvälja puudumisel. Kõige levinuma esindaja raua järgi said nad nimeks ferromagneetikud.
100. Kuidas klassifitseeritakse magneetikud? 1) Diamagneetikud. Magnetiline vastuvõtlikkus on negatiivne ja väike ja konstantne. Ainult ülijuhis on see täpselt 1. 2) Paramagneetikud. Magnetiline vastuvõtlikkus on positiivne ja väike ja konstantne. 3) Ferromagneetikud. Magnetiline vastuvõtlikkus on positiivne ja suur ja sõltub välisest väljatugevusest. µ >> 1Neile on iseloomulik spontaanne magneetuvus. Nad on püsimagnetid. Fe,Co, Ni,Gd Ja mõned sulamid. Ferromagnetism pole klassikalise füüsikaga põhjendatav. Curie punkt: temperatuur, mille juures ferromagneetik kaotab omadused. 101. Kasutades allolevat joonist tuletage Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus. 102. Kasutades allolevat joonist, tuletage kontuuris tekkiva elektromotoorse jõu avaldis selle ühtlasel pöörlemisel. 103. Mis on kontuuri induktiivsus? Kasutades allolevat joonist, tuletage pika solenoidi induktiivsuse arvutamise valem.
2) Vabade elektronide energia ülekandumisena. Seega k = kv + kel Metallidel on peamine ülekandemehhanism vabade elektronide abil, mistõttu on nende k võrdeline erijuhtivusega ja temperatuuriga: k =l∙ σ ∙T , kus L on võrne kõikidel metallidel (Wiedemann-Franzi konstant). Metallide soojusjuhtivus on suurim, väiksem keraamilistel materjalidel ja kõige väiksem polümeeridel. Termoisolatsiooniks kasutatavatel materjalidel peab olema võimalikult väike soojusjuhtuvus. 20. Ferromagnetism ja ferrimagnetism. Magnetmomentide tekkimine magnetmaterjalides on seotud elektronide spinnidega. Ferromagneetikutes esinevad makroskoopilised osad – domeenid – mille piires on kõigi elektronide spinnid orienteeritud paraleelselt. Üksikud domeenid on orienteeritud juhuslikult, mistõttu matrjali summaarne magnetmoment puudub. Magnetilise induktsiooni sõltuvust materjalis välise magnetvälja tugevusest B = f(H) nimetatakse magneetimiskõveraks. Magneetimisel toimub kaks efekti:
2) vabade elektronide energia ülekandumisena. Seega k = kv + kel . Metallidel on peamine ülekandemehhanism vabade elektronide abil. Seetõttu on nende k võrdeline erijuhtivusega ja temperatuuriga T: k = L T kus L on võrdne kõigile metallidele (Wiedemann Franzi konstant). Metallide soojusjuhtivus ongi suurim, väiksem on see keraamilistel materjalidel ja veel väiksem polümeeridel. Termoisolatsiooniks kasutatavatel materjalidel peab olema võimalikult väike soojusjuhtivus. 20. Ferromagnetism ja ferrimagnetism (11.2.1), antud joon 11-5 ja 11-7 11.2.1 Üldmõisted. Ferromagnetism ja ferrimagnetism Välist magnetvälja iseloomustab magnetvälja tugevus H. Silindrilise pooli poolt tekitatud magnetvälja tugevus avaldub: H= n I/ l, A/ m Kus n pooli keerdude arv; I voolutugevus, A; L pooli pikkus, m. Magnetvälja materjali sees iseloomustab magnetiline induktsioon ehk magnetvoo tihedus B: B = µ H, T(tesla) kus materjali magnetiline läbitavus (H/m).
metallidel, veel väiksem keraamilistel materjalidel. Soojusjuhtivus- materjali soojusjuhtivus iseloomustab soojusjuhtivuse tegur k, see on võrdteguriks soojusvoo J avaldises: J=-k*dT/dx. Soojusülekanne toimub: 1( kritallvõre võnkeenergia ülekandumisena; 2( vabade elektronide energia plekandumisena. Metallidel on peamine ülekandemehhanism vabade elektronide abil. Metallide soojusjuhtivus on suurim, väiksem keraamilistel materjalidel ja siis polümeeridel. 29. Ferromagnetism ja ferrimagnetism. Sõltuvalt materjali magnetilisest läbitavusest jaotakse materjalid kolmeks: 1) ferromagneetikud; 2) paramagneetikud; 3) dimagneetiukud. Magnetmomentide tekkimine magnetmaterjalides on seotud elektronide spinnidega. Ferromagneetikutes esinevad makroskoopilised osad-domeenid-mille piires on kõigi elektronide spinnid orienteeritud paralleelselt. Üksikud on juhuslikult, sellepärast summaarne magnetimoment puudub
Soojuse ülekanne toimub kahe mehhanismi kaudu: 1) kristallvõre võnkeenergia (foononite) ülekandumisena; 2) vabade elektronide energia ülekandumisena. Metallidel on peamine ülekandemehhanism vabade elektronide abil. Metallide soojusjuhtivus ongi suurim, väiksem on see keraamilistel materjalidel ja veel väiksem polümeeridel. Termoisolatsiooniks kasutatavatel materjalidel peab olema võimalikult väike soojusjuhtivus. 19. Ferromagnetism ja ferrimagnetism (11.2.1), antud joon 11-5 ja 11-7 Välist magnetvälja iseloomustab magnetvälja tugevus H. Magnetvälja materjali sees iseloomustab magnetiline induktsioon ehk magnetvoo tihedus B. Sõltuvalt väärtusest jaotatakse materjalid kolmeks: 1) ferromagneetikud (magnetmaterjalid)mille r >>1 2) paramagneetikud, mille r 1 3) diamagneetikud, mille r 1 Magnetmomentide tekkimine magnetmaterjalides on seotud elektronide spinnidega.
Soojuse ülekanne toimub kahe mehhanismi kaudu: 1) kristallvõre võnkeenergia (foononite) ülekandumisena; 2) vabade elektronide energia ülekandumisena. Metallidel on peamine ülekandemehhanism vabade elektronide abil. Metallide soojusjuhtivus ongi suurim, väiksem on see keraamilistel materjalidel ja veel väiksem polümeeridel. Termoisolatsiooniks kasutatavatel materjalidel peab olema võimalikult väike soojusjuhtivus. 20. Ferromagnetism ja ferrimagnetism (11.2.1), antud joon 11-5 ja 11-7 Välist magnetvälja iseloomustab magnetvälja tugevus H. Magnetvälja materjali sees iseloomustab magnetiline induktsioon ehk magnetvoo tihedus B. Sõltuvalt väärtusest jaotatakse materjalid kolmeks: 1) ferromagneetikud (magnetmaterjalid)mille r >>1 2) paramagneetikud, mille r 1 3) diamagneetikud, mille r 1 Magnetmomentide tekkimine magnetmaterjalides on seotud elektronide spinnidega.
ruudu, juhi takistuse R ( ) ja ajavahemiku t ( s ) korrutisega Q=I2Rt 3.3. Magnetväli. 3.3.1. Püsimagneti ja vooluga juhtme magnetväli. Ampere'i seadus. Magnet (ka püsimagnet) on keha, mida alati ümbritseb magnetväli. Magnetid on ferromagnetilised kehad ja mõned taevakehad (Maa, Päike). Magnet tõmbab külge teisi ferromagnetilisi kehi. Ferromagnetism on magnetism, mida iseloomustab aine suur magneetumise võime. Siia kuuluvad eelkõïge raud, nikkel ja koobalt. Vabalt rippuv magnet asetub nii, et üks tema ots on Maa magnetilise põhjapooluse suunas ja teine Maa magnetilise lõunapooluse suunas. Põhjapoolusele näitavat otsa nimetatakse magneti põhjapooluseks - tähis - N ning värvitakse siniseks (north - inglise keeles ; Norden - saksa keeles) ja lõunapoolust osutavat otsa magneti
Seega Metallidel on peamine ülekandemehhanism vabade elektronide abil. Seetõttu on nende k võrdeline erijuhtivusega ja temperatuuriga T: kus L on võrdne kõigile metallidele (Wiedemann Franzi konstant). Metallide soojusjuhtivus ongi suurim, väiksem on see keraamilistel materjalidel ja veel väiksem polümeeridel. Termoisolatsiooniks kasutatavatel materjalidel peab olema võimalikult väike soojusjuhtivus. 29. Ferromagneetikud ja ferrimagnetism. 13.2.1 Üldmõisted. Ferromagnetism ja ferrimagnetism Välist magnetvälja iseloomustab magnetvälja tugevus H. Silindrilise pooli poolt tekitatud magnetvälja tugevus avaldub: , Kus n pooli keerdude arv; I voolutugevus, A; L pooli pikkus, m. Magnetvälja materjali sees iseloomustab magnetiline induktsioon ehk magnetvoo tihedus B: kus materjali magnetiline läbitavus (H/m). Tavaliselt kasutatakse suhtelist magnetilist läbitavust: kus 0 on vaakumi magnetiline läbitavus.
Samuti ei ilmne aatomite difusiooni. 28 Mittestruktuurilised üleminekud (üleminekud ilma struktuuriliste muutusteta) Teistsugused üleminekud kristallides on nö mittestruktuurilised üleminekud, mille korral kristallide struktuur jääb muutumatuks. Paljud sellistest üleminekutest on seotud tahkistes olevate elektronide omadustega. Need on näiteks ferromagnetilised, ülijuhtivuse ja metalli/isolaatori üleminekud. Ferromagnetism tuleneb tahkises olevate elektronide magnetilisest sidustamisest. Ülijuhtivasse olekusse üleminek viib elektrilise takistuse kadumiseni kristallides ning on seotud elektronide kollektiivse käitumisega. See on teist liiki üleminek. Metalli/isolaatori üleminek ilmneb mõningates tahkistes rõhu tõstmisel üle teatava kriitilise rõhu – rõhu tõusmisel muutub kristall elektrit juhtivaks, see ilmneb näiteks räni ja germaaniumi rikastamisel arseeni ja galliumiga.
diamagneetikuga. Magneetiku ja dielektriku polarisatsiooni erinevus: kuna väli magnetpulga sees on vastassuunaline elektrilise dipooli seesmise väljaga, orienteeruvad "seesmised dipoolid" piki magnetvälja suunda. See tähendab välja tugevnemist -- väli koondub magnetpulga sisse. 72 Ferromagnetism, kuigi rakenduslikult tähtis nähtus, on seletatav vaid empiirilisel tasemel. Et ta on omane vaid kristalsetele ainetele suhteliselt madalal temperatuuril, oletatakse eelnevalt magneetunud kristallikeste, nn. doomenite, olemasolu. Välises väljas magneetuvad doomenid ümber, kutsudes esile tugeva indutseeritud välja. See väli on püsiv, st. ei kao välise välja puudumisel. Temperatuuri tõustes teatud kriitilise väärtuseni (nn. Curie' punkt) aine ferromagneetilised
annaabi.ee 
