Большая Советская Энциклопедия (МА)

Магнитодинамика

Магнитодина'мика, магнетодинамика, раздел учения о магнетизме , в котором рассматриваются процессы намагничивания в изменяющихся во времени полях. Изучение частотной зависимости магнитных свойств (см., например, Магнитный резонанс ), помимо теоретического значения, имеет большой практический интерес в связи с применением ферромагнитных материалов в приборах и устройствах, работающих в переменных полях (см. Ферромагнетизм ). Термин «М.» в современной научной литературе применяется редко.

Магнитодиэлектрики

Магнитодиэле'ктрики, магнитные материалы , представляющие собой связанную в единый конгломерат смесь ферромагнитного порошка и связки — диэлектрика (например, бакелита, полистирола, резины); в макрообъёмах обладают высоким электрическим сопротивлением, зависящим от количества и типа связки. М. могут быть как магнитно-твёрдыми материалами , так и магнитно-мягкими материалами . Магнитно-мягкие М. вырабатывают в основном из тонких порошков карбонильного железа, молибденового пермаллоя и альсифера с различной связкой. Магнитно-мягкие М. применяют для изготовления сердечников катушек индуктивности, фильтров, дросселей, радиотехнических броневых сердечников, работающих при частотах 10⁴ —10⁸ гц .

Магнитно-твёрдые М. изготовляют на основе порошков из ални сплавов , Fe — Ni — Al — Со сплавов (альнико), ферритов . Коэрцитивная сила этих М. ниже, чем массивных материалов, на несколько десятков %, а остаточная индукция меньше почти в 2 раза. Однако они всё больше применяются в телефонии и приборостроении (постоянные магниты, эластичные герметизаторы для разъёмных соединений и др.).

Лит.: Толмасский И. С., Металлы и сплавы для магнитных сердечников, М., 1971.

Магнитола

Магнито'ла, радиотехнический аппарат бытового назначения, конструктивно объединяющий радиоприёмник и магнитофон . Преимущество такого объединения заключается в использовании общих усилителя электрических колебаний, выпрямителя переменного тока и громкоговорителей. Отечественной промышленностью в начале 70-х годов 20 века выпускаются М. «Рекорд-301», «Миния-4» и другие.

Магнитометр

Магнито'метр (от греч. magnetis — магнит и ...метр ), прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств веществ (магнитных материалов). В зависимости от определяемой величины различают приборы для измерения: напряжённости поля (эрстедметры), направления поля (инклинаторы и деклинаторы ), градиента поля (градиентометры), магнитной индукции (тесламетры), магнитного потока (веберметры, или флюксметры ), коэрцитивной силы (коэрцитиметры ), магнитной проницаемости (мю-метры), магнитной восприимчивости (каппа-метры), магнитного момента.

В более узком смысле М. — приборы для измерения напряжённости, направления и градиента магнитного поля. В современных М. для отсчёта значений измеряемой величины применяются следующие методы: визуальный отсчёт по шкале, запись в цифровой или аналоговой форме, фотозапись, запись на магнитных лентах, перфолентах и перфокартах. Шкалы М. градуируются в единицах напряжённости магнитного поля СГС системы единиц (эрстед, мэ, мкэ, гамма = 10⁵ э ) и в единицах магнитной индукции СИ (тесла, мктл, нтл ).

Различают М. для измерений абсолютных значений характеристик поля и относительных изменений поля в пространстве или во времени. Последние называются вариометрами магнитными . М. классифицируют также по условиям эксплуатации (стационарные, на подвижных платформах и т.д.), и, наконец, в соответствии с физическими явлениями, положенными в основу их действия (см. Магнитные измерения ).

Магнитостатические М. основаны на измерении механического момента J , действующего на индикаторный магнит прибора в измеряемом поле Н_изм ; J = [М, Н_изм ], где М — магнитный момент индикаторного магнита. Момент J в М. различной конструкции сравнивается: а) с моментом кручения кварцевой нити (действующие по этому принципу кварцевые М. и универсальные магнитные вариометры на кварцевой растяжке обладают чувствительностью G ~ 1 нтл ); б) с моментом силы тяжести (магнитные весы с G ~ 10—15 нтл ); в) с моментом, действующим на вспомогательный эталонный магнит, установленный в определённом положении (оси индикаторного и вспомогательного магнитов в положении равновесия перпендикулярны). В последнем случае, определяя дополнительно период колебания вспомогательного магнита в поле Н_изм , можно измерить абсолютную величину Н_изм (абсолютный метод Гаусса). Основное назначение магнитостатических М. — измерение компонент и абсолютной величины напряжённости геомагнитного поля (рис. 1 ), градиента поля, а также магнитных свойств веществ.

Электрические М. основаны на сравнении Н_изм с полем эталонного соленоида Н = kl, где k — постоянная соленоида, определяемая из геометрических и конструктивных его параметров, I — измеряемый ток. Электромагнитные М. состоят из компаратора для измерения размеров соленоида и обмотки, теодолита для точной ориентации оси соленоида по направлению измеряемой компоненты поля, потенциометрической системы для измерения тока I и чувствительного датчика — индикатора равенства полей. Чувствительность М. этого типа ~ 1 мкэ, основная область применения — измерение горизонтальной и вертикальной составляющих геомагнитного поля.

Индукционные М. основаны на явлении электромагнитной индукции — возникновении эдс в измерительной катушке при изменении проходящего сквозь её контур магнитного потока Ф . Изменение потока DФ в катушке может быть связано: а) с изменением величины или направления измеряемого поля во времени (примеры — индукционные вариометры, флюксметры). Простейший флюксметр (веберметр) представляет собой баллистический гальванометр, действующий в сильно переуспокоенном режиме (G ~ 10^{– 4}вб /деление); широко применяются магнитоэлектрические веберметры с G ~ 10^{– 6}вб /деление, фотоэлектрические веберметры с G ~ 10^{– 8}вб /деление и другие (подробнее см. Флюксметр ); б) с периодическим изменением положения (вращением, колебанием) измерительной катушки в измеряемом поле (рис. 2 ); простейшие тесламетры с катушкой на валу синхронного двигателя обладают G ~ 10^{– 4} тл. У наиболее чувствительных вибрационных М. G ~ 0,1—1 нтл; в) с изменением магнитного сопротивления измерительной катушки, что достигается периодическим изменением магнитной проницаемости пермаллоевого сердечника (он периодически намагничивается до насыщения вспомогательным переменным полем возбуждения); действующие по этому принципу феррозондовые М. имеют G ~ 0,2—1 нтл (см. Феррозонд ). Индукционные М. применяются для измерения земного и космических магнитных полей, технических полей, в магнитобиологии и т.д.

Квантовые М. — приборы, основанные на ядерном магнитном резонансе , электронном парамагнитном резонансе , свободной прецессии магнитных моментов ядер или электронов во внешнем магнитном поле и других квантовых эффектах. Для наблюдения зависимости частоты w прецессии магнитных моментов микрочастиц от напряжённости Н_изм измеряемого поля (w = g Н_изм , где g — магнитомеханическое отношение ) необходимо создать макроскопический магнитный момент ансамбля микрочастиц (ядер или электронов). В зависимости от способа создания макроскопического магнитного момента и метода детектирования сигнала различают: протонные М. (свободной прецессии, с динамической поляризацией и с синхронной поляризацией), резонансные М. (электронные и ядерные), М. с оптической накачкой и другие (подробнее см. в ст. Квантовый магнитометр ). Квантовые М. применяются для измерения напряжённости слабых магнитных полей (в том числе геомагнитного и магнитного поля в космическом пространстве), в геологоразведке, в магнетохимии (G до 10^{– 5} —10^{– 7}нтл ). Значительно меньшую чувствительность (G ~ 10^{– 5} тл ) имеют квантовые М. для измерения сильных магнитных полей.

Сверхпроводящие квантовые М. основаны на квантовых эффектах в сверхпроводниках: выталкивании магнитного поля из сверхпроводника (см. Мейснера эффект ), квантовании магнитного потока в сверхпроводнике, на зависимости от Н_изм критического тока контакта двух сверхпроводников (см. Джозефсона эффект ). Сверхпроводящими М. измеряют компоненты геомагнитного поля, они нашли применение в биофизике, магнетохимии и т.д. Чувствительность сверхпроводящих М. достигает ~ 10^{– 5}нтл (подробнее см. Сверхпроводящие магнитометры ).