Номер 3.178, страница 83 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 3. Электромагнетизм. Магнитные свойства вещества - номер 3.178, страница 83.

Условие.

3.178. Чем отличаются стали, применяемые для постоянных магнитов и электромагнитов?

Решение.

Решение

Стали, применяемые для изготовления постоянных магнитов и сердечников электромагнитов, кардинально различаются по своим магнитным свойствам, которые определяются их химическим составом и внутренней структурой. Их принято делить на два класса: магнитно-жесткие и магнитно-мягкие материалы.

Стали для постоянных магнитов относятся к магнитно-жестким материалам. Их главное предназначение — длительное время сохранять намагниченность после устранения внешнего намагничивающего поля. Для этого они должны обладать двумя ключевыми характеристиками: высокой остаточной магнитной индукцией ($B_r$) и большой коэрцитивной силой ($H_c$). Остаточная индукция определяет, насколько сильным магнитом останется материал, а коэрцитивная сила показывает, насколько он устойчив к размагничивающим воздействиям. Такие материалы трудно намагнитить, но и размагнитить их тоже сложно. Примерами служат высокоуглеродистые и легированные (например, вольфрамом, кобальтом) стали.

Стали для сердечников электромагнитов, наоборот, должны быть магнитно-мягкими материалами. Их задача — значительно усиливать магнитное поле катушки, когда по ней течет ток, и практически полностью терять магнитные свойства при отключении тока. Поэтому для них важны: высокая магнитная проницаемость ($\mu$), которая обеспечивает сильное намагничивание даже в слабом поле, и, в отличие от постоянных магнитов, малая коэрцитивная сила ($H_c$) и низкая остаточная магнитная индукция ($B_r$). Такие материалы легко намагничиваются и так же легко размагничиваются. Обычно для этих целей используют электротехническую сталь или чистое (мягкое) железо с минимальным содержанием углерода.

Ответ: Стали для постоянных магнитов являются магнитно-жесткими: они обладают высокой остаточной индукцией и большой коэрцитивной силой, что позволяет им долго сохранять намагниченность. Стали для сердечников электромагнитов являются магнитно-мягкими: они имеют высокую магнитную проницаемость, но малую коэрцитивную силу и низкую остаточную индукцию, благодаря чему они легко намагничиваются и размагничиваются.