Большая Советская Энциклопедия (МА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 52

  Мостовой и потенциометрический методы определения магнитных характеристик в большинстве случаев применяются для измерений в переменных магнитных полях в широком диапазоне частот. Они основаны на измерении параметров (индуктивности L и активного сопротивления r )электрической цепи с испытуемыми ферромагнитными образцами. Эти методы позволяют определять зависимости В (Н ), J (H ), составляющие комплексной магнитной проницаемости и комплексного магнитного сопротивления в переменных полях, потери на перемагничивание.

  Наиболее распространённым методом измерения потерь на перемагничивание является ваттметровый метод, им пользуются при синусоидальном характере изменения во времени магнитной индукции. При этом методе с помощью ваттметра определяется полная мощность в цепи катушки, используемой для перемагничивания образца. Ваттметровый метод стандартизован для испытания электротехнических сталей.

  Абсолютным методом измерения потерь в ферромагнитных материалах является калориметрический метод, который используется в широком частотном диапазоне. Он позволяет измерять потери при любых законах изменения напряжённости магнитного поля и магнитной индукции и в сложных условиях намагничивания. Сущность этого метода состоит в том, что мерой потерь энергии в образце при его намагничивании переменным магнитным полем является повышение температуры образца и окружающей его среды. Калориметрические М. и. осуществляются методами смешения, ввода тепла и протока (см. Калориметр ).

  Магнитную структуру ферромагнитных и антиферромагнитных веществ исследуют с помощью нейтронографического метода, основанного на явлении магнитного рассеяния нейтронов, возникающего в результате взаимодействия магнитного момента нейтрона с магнитными моментами частиц вещества (см. Нейтронография ).

  Резонансные методы исследования включают все виды магнитного резонанса — резонансного поглощения энергии переменного электромагнитного поля электронной или ядерной подсистемой вещества. Эти подсистемы, кроме электромагнитной энергии, могут резонансно поглощать энергию звуковых колебаний — так называемый магнетоакустический парамагнитный резонанс, который также применяют в М. и.

  Важную область М. и. составляют измерения характеристик магнитных материалов (ферритов , магнитодиэлектриков и др.) в переменных магнитных полях повышенной и высокой частоты (от 10 кгц до 200 Мгц ). Для этой цели применяют в основном ваттметровый, мостовой и резонансный методы. Измеряют обычно потери на перемагничивание, коэффициент потерь на гистерезис и вихревые токи, компоненты комплексной магнитной проницаемости. Измерения осуществляют при помощи пермеаметра , аппарата Эпштейна, феррометра и других устройств, позволяющих определять частотные характеристики материалов.

  Существуют и другие методы определения магнитных характеристик (магнитооптический, в импульсном режиме перемагничивания, осциллографический, метод вольтметра и амперметра и другие), позволяющие исследовать ряд важных свойств магнитных материалов.

  Приборы для М. и. классифицируют по их назначению, условиям применения, по принципу действия чувствительного элемента (датчика, или преобразователя). Приборы для измерения напряжённости поля, индукции и магнитного момента обычно называют магнитометрами , для измерения магнитного потока — флюксметрами или веберметрами; потенциала поля — магнитными потенциалометрами , градиента — градиентометрами; коэрцитивной силы — коэрцитиметрами и так далее. В соответствии с классификацией методов М. и. различают приборы, основанные на явлении электромагнитной индукции, гальваномагнитных явлениях , на силовом (пондеромоторном) действии поля, на изменении оптических, механических, магнитных и других свойств материалов под действием магнитного поля (см., например, Феррозонд ), на специфических квантовых явлениях (см. Квантовый магнитометр ). Единая классификация приборов для М. и. не разработана.

  Лит.: Электрические измерения. Средства и методы измерений (общий курс), под редакцией Е. Г. Шрамкова, М., 1972; Кифер И. И., Пантюшин В. С., Испытания ферромагнитных материалов, М. — Л., 1955; Чечерников В. И., Магнитные измерения, 2 изд., М., 1969; ГОСТ 12635-67. Методы испытаний в диапазоне частот от 10 кгц до 1 Мгц, ГОСТ 12636-67. Методы испытаний в диапазоне частот от 1 до 200 Мгц.

  В. И. Чечерников.

Магнитные карты

Магни'тные ка'рты, карты земной поверхности, на которых при помощи изолиний (изодинам , изогон , изоклин ) показано распределение напряжённости геомагнитного поля или её составляющих. Наиболее распространены мировые М. к. и карты аномального магнитного поля. Мировые карты отражают основные особенности главного геомагнитного поля (нормального поля), источником которого считают движение электропроводящего вещества земного ядра (см. Земной магнетизм ). Размеры структурных особенностей главного поля близки к размерам континентов, поэтому обычный масштаб мировых карт 1: 10 000 000 или мельче. На мировых М. к. сглажены отклонения, обусловленные неоднородностями строения земной коры, залеганием рудных месторождений и другими местными факторами. Карты аномального магнитного поля отражают местные отклонения геомагнитного поля от главного поля. Эти отклонения наблюдаются, как правило, на площадях с линейными размерами порядка десятков км и менее. Поэтому М. к. аномального поля имеют более крупный масштаб (например, 1: 200 000); эти карты обычно составляют по результатам аэромагнитной съёмки . М. к. необходимы для изучения строения земных недр, поиска полезных ископаемых и решения ряда других задач. Вследствие векового хода магнитного поля Земли М. к. стареют, поэтому их периодически, через 5—10 лет, пересоставляют.

  Лит.: Яновский Б. М., Земной магнетизм, [3 изд.], т. 1, Л., 1964.

  В. Н. Луговенко.

Магнитные линзы

Магни'тные ли'нзы , устройства для создания магнитных полей, обладающих определённой симметрией; служат для фокусировки пучков заряженных частиц. Подробнее см. в статье Электронные линзы .

Магнитные ловушки

Магни'тные лову'шки, конфигурации магнитного поля , способные длительное время удерживать заряженные частицы внутри определённого объёма пространства. М. л. природного происхождения является магнитное поле Земли; огромное число захваченных и удерживаемых им космических заряженных частиц высоких энергий (электронов и протонов) образует радиационные пояса Земли за пределами её атмосферы В лабораторных условиях М. л. различных видов исследуют главным образом применительно к проблеме удержания смеси большого числа положительно и отрицательно заряженных частиц — плазмы . Совершенствование М. л. для плазмы направлено на осуществление с их помощью управляемой термоядерной реакции , в которой ядерная энергия лёгких элементов высвобождается не в виде мощного взрыва, а сравнительно медленно, в ходе контролируемого и регулируемого человеком процесса (см. Управляемый термоядерный синтез ).

  Для того чтобы быть М. л., магнитное поле должно удовлетворять определённым условиям. Известно, что оно действует только на движущиеся заряженные частицы. Скорость частицы v в любой точке всегда можно представить в виде геометрической суммы двух составляющих — v_^ , перпендикулярной к напряжённости Н магнитного поля в этой точке, и v_|| , совпадающей по направлению с Н. Сила F воздействия поля на частицу, так называемая Лоренца сила , определяется только v_^ и не зависит от v_|| . В СГС системе единицF по абсолютной величине равна

v_^ H, где c — скорость света, е — заряд частицы. Сила Лоренца всегда направлена под прямым углом как к v_^ , так и к v_|| и не изменяет абсолютных величины скорости частицы, однако меняет направление этой скорости, искривляя траекторию частицы. Наиболее простым является движение частицы в однородном магнитном поле (Н повсюду одинакова по величине и направлению). Если скорость частицы направлена поперёк такого поля (v = v_^ ), то её траекторией будет окружность радиуса R (рис. 1 , а). Сила Лоренца в этом случае играет роль центростремительной силы (равной mv²_^ / R, m — масса частицы), что даёт возможность выразить R через v_^ и Н : R = v_^ / w_н , где w_н = eH / mc. Окружность, по которой движется заряженная частица в однородном магнитном поле, называется ларморовской окружностью, её радиус — ларморовским радиусом (R_л ), а w_н — ларморовской частотой. Если скорость частицы направлена к полю под углом, отличающимся от прямого, то, кроме v_^ , частица обладает и v_|| . Ларморовское вращение при этом сохранится, но к нему добавится равномерное движение вдоль магнитного поля, так что результирующая траектория будет винтовой линией (рис. 1 , б).