Электромагнитное взаимодействие, примеры решения задач

Пример 3. Молекула NO имеет магнитный момент M_l=1,8 μ_в. Определить удельную парамагнитную восприимчивость χ_уд газо­образного оксида азота при нормальных условиях.

Решение. По теории Ланжевена, магнитная восприимчи­вость парамагнитного вещества определяется выражением

, (1)

где μ₀ — магнитная постоянная (μ₀=4π*10^-7 Гн/м); n — концент­рация молекул (число молекул в единице объема); M_J—магнит­ный момент атома; k — постоянная Больцмана; Т — термодинами­ческая температура.

Удельная магнитная восприимчивость χ_уд связана с магнит­ной восприимчивостью χ соотношением

χ_уд=χ/ρ.

Заменив в этом выражении χ согласно (1), получим

.

Заметим, что концентрацию молекул и плотность газа можно вы­разить следующим образом:

n=N_A/V_m и ρ=M/V_m

где N_A — постоянная Авогадро; М — молярная масса; V_m — мо­лярный объем.

Тогда n/p= N_A/M и

.

Убедимся в том, что правая часть равенства дает единицу удельной магнитной восприимчивости (м³/кг):

.

Произведем вычисления (учтем, что 1 μ_в=9,27*Ю^-24 А*м² и M=30*10^-3 кг/моль)

Пример. Чугунное кольцо имеет воздушный зазор длиной lо=5 мм. Длина l средней линии кольца равна 1 м. Сколько витков N содержит обмотка на кольце, если при силе тока I=4 А индукция В магнитного поля в воздушном зазоре равна 0,5 Тл? Рассеянием маг­нитного потока в воздушном зазоре можно пренебречь. Явление гистерезиса не учитывать. Первая всемирная промышленная выставка, получившая название "великая", состоялась в Англии в 1851 году. Англия в тот период была ведущей в промышленной революции и самой мощной в экономическом отношении страной. Открытие выставки состоялось в Гайд-парке Лондона под девизом "Пусть все народы работают совместно над великим делом совершенствования человека". Ее организаторами были принц-консорт Альберт и художник-прикладник сэр Генри Кольм.

Решение. Пренебрегая рассеянием магнитного потока, мы можем принять, что индукция поля в воздушном зазоре равна ин­дукции поля в чугуне. На основании закона полного тока запишем

IN=Hl+H₀I₀.

По графику (см. рис. 24.1) находим, что при В=0,5 Тл напря­женность Н магнитного поля в чугуне равна 1,2 кА/м. Так как для воздуха m=1, то напряженность поля в воздушном зазоре

H₀=Bm₀=0,4 MA/м.

Искомое число витков

N=(Hl+H₀ l_o)/I==800.

Классификация операционных систем Виртуальная память Реализация многозадачности Системы безопасности Операционная система Linux Введение в компьютерные сети Принципы построения вычислительных систем Базовые технологии локальной сетиСредства анализа Процедуры и функции Pascal Язык запросов SQL Программирование на СИ Брандмауэры Протоколы TCP/IP Файловые системы Драйверы устройств