Curenti de magnetizare

Curenti de magnetizare

Din studiul comportarii structurii atomice se constata ca atomul este caracterizat de catre un moment cinetic total , caruia ii este asociat un moment magnetic . De asemenea se poate arata ca momentul magnetic al atomului genereaza in jurul sau camp magnetic.

Daca substanta nu se afla in camp magnetic, momentele magnetice ale atomilor sunt dispuse aleatoriu, ca urmare campul magnetic generat de ansamblul momentelor magnetice atomice este nul.

Plasand substanta in camp magnetic, atomii capata un moment magnetic asupra caruia campul exterior actioneaza cu un cuplu de forte ce are tendinta sa orienteze momentele paralel cu campul. Chiar daca agitatia termica are tendinta de a strica aceasta orientare, exista totusi o orientare preferentiala a atomilor pe directia campului. Ca urmare rezultanta compunerii momentelor magnetice individuale ale atomilor este nenula, fapt ce conduce la aparitia unui camp magnetic. Se spune ca in prezenta campului extern substanta se magnetizeaza si ca substanta magnetizata genereaza camp magnetic propriu.

Substanta magnetizata poate fi caracterizata prin vectorul magnetizare . Acesta este definit ca suma vectoriala a momentelor magnetice din unitatea de volum a probei:

(48)

Tinand seama de (42) si (46) se poate scrie:

(49)

In cazul in care substanta este constituita dintr-un singur tip de atomi, orientati toti paralel cu campul magnetic exterior, vectorul magnetizare poate fi scrie sub forma:

(50)

unde n este numarul momentelor magnetice din unitatea de volum. Unitatea de masura pentru M este A/m.

Se considera o felie de material magnetizat cu fetele perpendiculare la , cu grosimea dz. Se poate scrie:

(51)

Pe de alta parte

(52)

dV este volumul unui element al feliei considerate, dS este aria bazei elementului de volum dV, este versorul normalei la suprafata si dI este intensitatea curentului ce strabate panglica de curent ce infasoara suprafata laterala a elementului de volum dV.

Din (51) si (52) rezulta:

(53)

Intregul material, din punct de vedere al campului magnetic creat, este echivalent cu o panglica de curent de latime z prin care circula curentul:

(54)

unde I se numeste curent superficial de magnetizare. Acesta poate fi caracterizat prin densitatea liniara de curent de magnetizare:

(55)

Deci pentru materiale magnetizate omogene, magnetizarea este egala cu densitatea liniara a curentului superficial de magnetizare. Vectorial, relatia precedenta se scrie:

(56)

Se poate arata ca, pentru materiale magnetizate neomogene, legatura dintre vectorul magnetizare si densitatea curentului de magnetizare din proba este exprimata prin relatia:

(57)