80-იანი წლების დასაწყისში სსრკ სოფლის მეურნეობის სექტორმა მრეწველობისგან მოითხოვა მრავალფუნქციური სრულამძრავი სატვირთო მანქანა, რომელსაც თანაბრად შეეძლო სოფლის მეურნეობის პროდუქტების გადატანა პირდაპირ მინდვრიდან საწყობებში, ასევე სოფლიდან გადამამუშავებელ საწარმოებამდე. უფრო მეტიც, დავალებაში საუბარი იყო სატვირთო მანქანის განსაკუთრებულ ვარგისიანობაზე სასოფლო-სამეურნეო მანქანებთან - ტრაქტორებთან, კომბაინებთან - უშუალოდ მინდორში მუშაობისთვის. ანუ სჭირდებოდა უგზოობის და ასფალტის შესაძლებლობების ტექნოლოგიური მანქანა. 1982 წელს NAMI ინჟინრებმა ქუთაისის საავტომობილო ქარხნის სპეციალისტებთან ერთად შეიმუშავეს ნაგავსაყრელი KAZ-4540, რომელიც ორი წლის შემდეგ გამოუშვეს წარმოებაში. მანქანა მართლაც ახალი იყო, ორიგინალური და - საბჭოთა ინდუსტრიისთვის არატრადიციულად - უკვე წარმოებულ სერიულ აღჭურვილობასთან გაერთიანების ძალიან დაბალი პროცენტი ჰქონდა.

კოლხეთის სავარაუდო კონკურენტი შეიძლება იყოს 1981 წლის ბრიტანული უნივერსალური Bedford TM 4-4, რომელიც შეიქმნა ნატოს ქვეყნების ჯარებისთვის, მაგრამ ყველაფერს ისე ახერხებდა, როგორც ჩვენს სასოფლო-სამეურნეო ნაგავსაყრელს.

КАЗ-4540

გარეგნულად, მანქანები საკმაოდ ჰგვანან: იგივე ბრტყელი, "ლილილი" კაბოვერის კაბინები, მრგვალი ფარები ბამპერში, ერთიანი საბურავები უგზოობის ტრასა და მაღალი კლირენსით. ვიზუალურად, ვიწრო კაბინის გამო უფრო მცირე შუშის ფართობით, უცხოური მანქანა უფრო მაღალი ჩანს, თუმცა ჩვენი ვირტუალური კონკურენტები სიმაღლით თითქმის ერთნაირია. კოლხეთის ტევადობა პასპორტის მიხედვით 6 ტონას შეადგენდა. KAZ-4540 ძირითადად აღჭურვილი იყო ნაგავსაყრელი სხეულით სამმხრივი გადმოტვირთვით, მაგრამ მცირე პარტიებით ქარხანაში და ამის შემდეგ, ხელოსნურ პირობებში, მის შასიზე დამონტაჟდა სხვადასხვა სპეციალიზებული აღჭურვილობა. Bedford TM ყველაზე ხშირად ემსახურებოდა როგორც სპეციალური დანადგარების გადამზიდავი ან მსუბუქი ჯავშანტექნიკის და სხვა სატვირთო მანქანების ევაკუატორი და შეეძლო 6,5–8 ტონა წონის ტვირთის გადატანა (დამოკიდებულია ვერსიაზე).

შედარებული სატვირთო მანქანების ინტერიერზე ბევრი არაფერია სათქმელი. როგორც ჩვენს KAZ-ში, ასევე "ბრიტანულ" დაფაზე, საჭე და კარის ბარათები დამზადებულია "მუხის" პლასტმასისგან, მრგვალი დიდი ინსტრუმენტები მარტივი და ინფორმატიულია, მრავალი ფუნქციის კონტროლი "დელეგირებულია" ერთიან მართკუთხა გადამრთველებზე და ორივე მანქანის ორმაგი კაბინა არ მიიღეს საძილე ადგილები - ბოლოს და ბოლოს, ისინი განკუთვნილია ადგილობრივი მარშრუტების გასწვრივ გადაადგილებისთვის.

ბედფორდიTM

ყველა წამყვანი KAZ-4540 აღჭურვილი იყო რვაცილინდრიანი წარმოების დიზელის ძრავით, რომლის სიმძლავრე იყო 160 ცხ.ძ. ელექტრული განყოფილება არ იყო განლაგებული მკაცრად კაბინის ქვეშ, მაგრამ სხეულის მიმართ ოდნავ გადახრით. დიზელის ძრავთან დაწყვილებული, მუშაობდა რვა სიჩქარიანი მექანიკური გადაცემათა კოლოფი, კომბინირებული ერთსაფეხურიანი გადაცემის ყუთთან. საინტერესოა, რომ მოვლის გამარტივების მიზნით, ყუთი არ არის მყარად დაკავშირებული ძრავთან, არამედ შუალედური კარდანის ლილვის მეშვეობით. სპეციალურად შექმნილი გადაცემათა კოლოფი საშუალებას აძლევს სატვირთო მანქანას დიდი ხნის განმავლობაში იმოძრაოს კომბაინის პარალელურად სახნავ მიწაზე მინიმალური სიჩქარით 2 კმ/სთ. გამავლობის „გაჯეტებიდან“ ნაგავსაყრელი შეიძლება დაიკვეხნოს უკანა ღერძის ჯვარედინი დიფერენციალის ჩაკეტვით.

ბედფორდის კაბინის ქვეშ იმალებოდა 8.2 ლიტრიანი ტურბოდიზელი 206 ცხ.ძ. ექვს სიჩქარიან მექანიკურ გადაცემათა კოლოფთან ერთად, ყუთის უკან „რაზდატკა“ იყო განთავსებული. მანქანების შეჩერებები სტრუქტურულად იგივეა - ოთხ გრძივი ზამბარზე. ცუდი გამავლობის შესაძლებლობისა და ძრავების დაბალი საიმედოობის გამო, ნატომ 80-იანი წლების ბოლოს მიატოვა ბრიტანული მანქანები.

КАЗ-4540

GAZ-4301 - Renault Midliner S100

1960-იანი წლებიდან შემქმნელებმა მიჰყვეს ორი გზა საშუალო დატვირთვის მიწოდების სატვირთო მანქანების შესაქმნელად - ან ამერიკული, კაპოტის განლაგებით, ან ევროპული, ძრავის ზემოთ კაბინა. სსრკ-ში ყოველთვის უპირატესობას ანიჭებდნენ კაპოტის განლაგებას და 1984 წლის ახალი GAZ-4301, რომელმაც შეცვალა GAZ-53, იგივე გახდა. იმავე წლებში ევროპაში Renault-მა Saviem-თან, Volvo-სთან, DAF-თან და Magirus-Deutz-თან ერთად, რომელმაც შექმნა "ოთხი კლუბი", ითანამშრომლა და 1980-81 წლებში დააპროექტა ერთი უნივერსალური მოდელი, რომელიც "რენოში". ვერსიას ერქვა Renault Midliner S100.

დიზაინერებმა გორკის ახალი სატვირთო მანქანა დააპროექტეს იმავე სტილში, უფრო მზიდი ZIL-169: GAZ-4301-ს აქვს კვადრატული რადიატორის ცხაური, ფარები კუთხოვანი ფარებით და წინა ნაწილი, რომელიც ვიწროვდება ცხვირისკენ. Cabover Midliner-ს ასევე აქვს კუთხოვანი სალონი, შეუღებავი პლასტმასის ცხაური, მაგრამ მთლიანობაში უფრო თანამედროვე გამოიყურება, რადგან აღმოჩნდა, რომ მსგავსია 90-იანი წლების კაბოვერებისა და ნულის დასაწყისიდან.

GAZ-4301

ერთი შეხედვით, შედარებითი მანქანების ინტერიერი მსგავსია. ისინი დაკავშირებულია იაფი უხეში პლასტმასით, მარტივი მრგვალი ინსტრუმენტებით, ნათურის ინდიკატორების მთელი პანელით, ჰაერის ხვრელებით და ფართო ხელთათმანის ყუთით. მაგრამ უფრო ახლოდან ჩანს, რომ უცხოური მანქანა უფრო მეტ კომფორტს სთავაზობს მძღოლს. მისი საჭე არის რბილი და არა მყარი პლასტმასისგან, გადაცემათა კოლოფის ბერკეტი მდებარეობს მძღოლის სამუშაო ადგილთან უფრო ახლოს, სავარძლებს აქვს საყრდენი, არის რეგულარული ადგილი რადიოსა და აუდიო მოსამზადებლად. დამატებითი საფასურისთვის Renault-ის შეძენა შესაძლებელია გაფართოებული საძილე კაბინით. GAZ-4301 მძღოლის დასვენების ადგილით არ იყო მასობრივი წარმოება.

GAZon აღჭურვილი იყო 6.2 ლიტრიანი GAZ-542 ექვსცილინდრიანი დიზელის ძრავით, 142 ცხ.ძ. ჰაერით გაგრილებული, რაც უნივერსალური გადაწყვეტა იყო დიდი რაოდენობის კლიმატური ზონების მქონე ქვეყნისთვის. ძრავა იყო Deutz-ის განყოფილების ლიცენზირებული ასლი და მისი რესურსი კაპიტალურ რემონტამდე გათვლილი იყო 300 ათასი კილომეტრის დონეზე. ხუთ სიჩქარიანი მექანიკური გადაცემათა კოლოფი შეიქმნა სახლში. იმისთვის, რომ სატვირთო მანქანა უპრობლემოდ გამოვიყენოთ სასოფლო-სამეურნეო მანქანებთან ერთად ულტრა დაბალი სიჩქარით, პირველი გადაცემათა კოეფიციენტი დიდი იყო. მოძრაობა ტრადიციულად უკანა ღერძზე იყო.

Renault Midliner S

Renault Midliner-ის საფუძველს წარმოადგენდა 5.4-ლიტრიანი დიზელის „ექვსი“ წყალგაციებული 150 ცხ.ძ. მასთან მუშაობდა ZF Friedrichshafen-ის მიერ შემუშავებული ხუთ სიჩქარიანი მექანიკური გადაცემათა კოლოფი. ზამბარები უმკლავდება დატვირთვას და მუწუკებს ორივე სატვირთო მანქანის ოთხ ბორბალზე. მიუხედავად მათი მრავალფეროვნებისა, GAZ-ებს უფრო ხშირად იყენებდნენ სოფლად, ხოლო Renault უფრო მეტად მუშაობდა ქალაქებში საწყობებსა და საწარმოებს შორის.

MAZ-5432 - Mercedes-Benz NG 80

80-იანი წლების დასაწყისამდე მძღოლის კომფორტის მაღალი დონის ტრაქტორები საბჭოთა კავშირში არ იყო კლასის სახით. ტყუილად არ იყიდა სსრკ-მ უცხოური წარმოების ტრაქტორები დასავლეთ ევროპაში ფრენებისთვის. მაგრამ 1981 წელს სიტუაცია შეიცვალა: მინსკში დაიწყო MAZ-5432 სატვირთო ტრაქტორის წარმოება. ერთი წლით ადრე, Mercedes-Benz-მა განაახლა თავისი ახალი თაობის გრძელვადიანი მანქანების ოჯახი, რომელმაც მიიღო NG 80 ინდექსი.

MAZ-5432

მინსკის საავტომობილო ქარხნის მეოთხე თაობის ტრაქტორების პირმშომ მიიღო რადიკალურად ახალი დიზაინი - ნამდვილად უცხოური ანალოგების დონეზე. ზოგადად, ეს ორი მანქანა გარეგნულად მსგავსია, მაგრამ თითოეულს აქვს მცირე დამახასიათებელი თვისებები. ასე რომ, MAZ გამოირჩევა მარკერის განათებით და მიმართულების ინდიკატორებით, რომლებიც მდებარეობს კაბინის კიდეებზე მაღლა. მერსედესს ვერაფერში ვერ აგირევთ კაბინის სოლი ფორმის წინა პანელის გამო, რომლის ფორმაც გამოწვეულია მანქანის გამარტივების გაუმჯობესების მცდელობით. ორივე აპარატის სალონში მოხვედრის მოხერხებულობისთვის, ისინი აღჭურვილი იყო ფართო საფეხურებით და სახელურებით სალონის გვერდებზე. MAZ-ისთვის ნახევრადმისაბმელის მაქსიმალური წონა იყო 21 ტონა, ხოლო Mercedes-Benz-ისთვის - 15,5–16 ტონა, ვერსიიდან გამომდინარე.

Mercedes-Benz NG80

"გერმანელმა", რა თქმა უნდა, შესთავაზა თავის ეკიპაჟს კიდევ უფრო მრავალფეროვანი "ჩიპები", დაწყებული კონდიციონერით და ნავმისადგომებით ბადეების სახით ჩამოვარდნილი დაცვით დამთავრებული ელექტრო ფანჯრებით. მიუხედავად ამისა, MAZ ასევე საკმაოდ მაგარი იყო - მისი აღჭურვილობისა და შესრულების მაღალი დონე მოწმობს იმით, რომ იგი გახდა პირველი შიდა მანქანა, რომელმაც გაიარა ჰომოლოგაციის ტესტები საფრანგეთის დედაქალაქის მახლობლად კვლევით ცენტრში და ნება დართო ემუშავა ევროპის ყველა გზაზე. .

Mercedes-Benz NG80

მინსკის ტრაქტორი აღჭურვილი იყო მოდერნიზებული 12 ცილინდრიანი YaMZ-238M2 დიზელის ძრავით, 14,86 ლიტრი მოცულობით და 280 ცხ.ძ. მისთვის შექმნილი რვა სიჩქარიანი მექანიკური გადაცემათა კოლოფი, რომელიც აღჭურვილი იყო დემულტიპლიკატორით, შესაძლებელი გახადა სატვირთო მანქანის მადის საგრძნობლად შემცირება, ასე რომ დატვირთულ მანქანას შეეძლო გაემგზავრა დაახლოებით 1000 კმ ერთი სავსე ავზით. გერმანულ მანქანებზე დამონტაჟდა რამდენიმე რვაცილინდრიანი დიზელის ძრავა 280-დან 375 ცხ.ძ-მდე სიმძლავრით. მინსკიდან ტრაქტორის მაქსიმალური სიჩქარე იყო 85 კმ/სთ, ხოლო ყველაზე მოკრძალებული ძრავით Merc-ს შეეძლო 110 კმ/სთ-მდე აჩქარება. ორივე მანქანას ჰქონდა გამაძლიერებელი გამაძლიერებელი, საჰაერო მუხრუჭები გამაძლიერებლით, მაგრამ გარდა ამისა, უცხოური მანქანის აღჭურვა შეიძლებოდა დამუხრუჭების საწინააღმდეგო სისტემით დამატებითი გადასახადისთვის. MAZ-ები აღჭურვილი იყო ყველა ბორბლის გაზაფხულის შეჩერებით, ხოლო Mercedes-Benz NG 80-ზე ეს შეიძლება იყოს განსხვავებული: იაფი ვერსიები ასევე აღჭურვილი იყო კარგი ძველი ზამბარებით, მაგრამ მდიდარ მორთვაზე, ყველა ბორბალზე დამონტაჟდა პნევმატური ცილინდრები.

MAZ-5432

ეპილოგი

80-იანი წლების საშინაო და უცხოური მანქანების შედარების შესახებ მასალების სერიის დასასრულს, უნდა აღინიშნოს, რომ მათმა უმეტესობამ წარმატებულ კონვეიერის ცხოვრება გაატარა და ზოგიერთი დიზაინი, ღრმა მოდერნიზაციის შემდეგ, იწარმოება დღემდე. მაგრამ მრავალი საბჭოთა საავტომობილო ქარხნისთვის, სწორედ ეს წარმატებული ათწლეული გახდა გედების სიმღერა. ამის შემდეგ, პოლიტიკური რყევების გამო, ჩვენმა ავტო ინდუსტრიამ დაიწყო ციცაბო დაღმავალი სპირალი და მისგან მხოლოდ უძლიერესი გამოვიდა.

არსებობს ორი განსხვავებული ტიპის მაგნიტი. ზოგიერთი არის ეგრეთ წოდებული მუდმივი მაგნიტები, რომლებიც დამზადებულია "მყარი მაგნიტური" მასალებისგან. მათი მაგნიტური თვისებები არ არის დაკავშირებული გარე წყაროების ან დენების გამოყენებასთან. სხვა ტიპს მიეკუთვნება ეგრეთ წოდებული ელექტრომაგნიტები "რბილი მაგნიტური" რკინის ბირთვით. მათ მიერ შექმნილი მაგნიტური ველები ძირითადად განპირობებულია იმით, რომ ელექტრული დენი გადის ბირთვს ფარავს გრაგნილის მავთულს.

მაგნიტური პოლუსები და მაგნიტური ველი.

ბარის მაგნიტის მაგნიტური თვისებები ყველაზე მეტად შესამჩნევია მის ბოლოებზე. თუ ასეთი მაგნიტი შეჩერებულია შუა ნაწილიდან ისე, რომ მას შეუძლია თავისუფლად ბრუნოს ჰორიზონტალურ სიბრტყეში, მაშინ ის დაიკავებს პოზიციას, რომელიც დაახლოებით შეესაბამება მიმართულებას ჩრდილოეთიდან სამხრეთისაკენ. ჩრდილოეთით მიმართული ღეროს ბოლოს ჩრდილოეთის პოლუსი ეწოდება, ხოლო მოპირდაპირე ბოლოს სამხრეთ პოლუსს. ორი მაგნიტის საპირისპირო პოლუსი იზიდავს ერთმანეთს, ხოლო მსგავსი პოლუსები იზიდავს ერთმანეთს.

თუ მაგნიტის ერთ-ერთ პოლუსთან მიიტანენ არამაგნიტიზებული რკინის ზოლი, ეს უკანასკნელი დროებით მაგნიტიზდება. ამ შემთხვევაში, მაგნიტის პოლუსთან ყველაზე ახლოს დამაგნიტირებული ზოლის პოლუსი იქნება საპირისპირო სახელით, ხოლო შორეული - ამავე სახელწოდების. მიზიდულობა მაგნიტის პოლუსსა და მის მიერ გამოწვეულ საპირისპირო პოლუსს შორის ზოლში ხსნის მაგნიტის მოქმედებას. ზოგიერთი მასალა (როგორიცაა ფოლადი) თავად ხდება სუსტი მუდმივი მაგნიტები მუდმივი მაგნიტის ან ელექტრომაგნიტის მახლობლად ყოფნის შემდეგ. ფოლადის ღერო შეიძლება მაგნიტიზდეს მხოლოდ მუდმივი მაგნიტის ბოლო მის ბოლოზე გადასვლის გზით.

ამრიგად, მაგნიტი იზიდავს სხვა მაგნიტებს და მაგნიტური მასალისგან დამზადებულ ობიექტებს მათთან კონტაქტის გარეშე. ასეთი ქმედება მანძილზე აიხსნება მაგნიტური ველის არსებობით მაგნიტის ირგვლივ სივრცეში. ამ მაგნიტური ველის ინტენსივობისა და მიმართულების შესახებ გარკვეული წარმოდგენა შეიძლება მივიღოთ მაგნიტზე მოთავსებულ მუყაოს ფურცელზე ან მინის ფურცელზე რკინის ნარჩენების ჩამოსხმით. ნახერხი ჯაჭვებით დალაგდება მინდვრის მიმართულებით და ნახერხის ხაზების სიმკვრივე შეესაბამება ამ ველის ინტენსივობას. (ისინი ყველაზე სქელია მაგნიტის ბოლოებზე, სადაც მაგნიტური ველის ინტენსივობა უდიდესია.)

მ. ფარადეიმ (1791–1867) შემოიტანა კონცეფცია მაგნიტებისთვის დახურული ინდუქციური ხაზებისთვის. ინდუქციური ხაზები გამოდის მაგნიტიდან მის ჩრდილოეთ პოლუსზე მიმდებარე სივრცეში, შედის მაგნიტში სამხრეთ პოლუსზე და გადის მაგნიტის მასალის შიგნით სამხრეთ პოლუსიდან უკან ჩრდილოეთისკენ და ქმნის დახურულ მარყუჟს. მაგნიტიდან გამომავალი ინდუქციის ხაზების საერთო რაოდენობას მაგნიტური ნაკადი ეწოდება. მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივე, ან მაგნიტური ინდუქცია ( AT) უდრის ინდუქციური ხაზების რაოდენობას, რომელიც გადის ნორმალურზე ერთეულის ზომის ელემენტარული ფართობის გავლით.

მაგნიტური ინდუქცია განსაზღვრავს ძალას, რომლითაც მაგნიტური ველი მოქმედებს მასში მდებარე დენის მატარებელ გამტარზე. თუ დენის მატარებელი გამტარი მე, განლაგებულია ინდუქციის ხაზების პერპენდიკულარულად, მაშინ ამპერის კანონის მიხედვით ძალა ფ, რომელიც მოქმედებს გამტარზე, პერპენდიკულარულია როგორც ველის, ასევე გამტარის მიმართ და პროპორციულია მაგნიტური ინდუქციის, დენის სიძლიერისა და გამტარის სიგრძისა. ამრიგად, მაგნიტური ინდუქციისთვის ბშეგიძლიათ დაწეროთ გამოხატვა

სადაც ფარის ძალა ნიუტონებში, მე- დენი ამპერებში, ლ- სიგრძე მეტრებში. მაგნიტური ინდუქციის საზომი ერთეულია ტესლა (T).

გალვანომეტრი.

გალვანომეტრი არის მგრძნობიარე მოწყობილობა სუსტი დენების გასაზომად. გალვანომეტრი იყენებს ბრუნვას, რომელიც წარმოიქმნება ცხენის ფორმის მუდმივი მაგნიტის ურთიერთქმედებით მცირე დენის მატარებელ კოჭთან (სუსტი ელექტრომაგნიტი), რომელიც შეჩერებულია მაგნიტის პოლუსებს შორის უფსკრულით. ბრუნვის მომენტი და, შესაბამისად, ხვეულის გადახრა, პროპორციულია დენისა და მთლიანი მაგნიტური ინდუქციისა ჰაერის უფსკრულის, ისე, რომ ინსტრუმენტის მასშტაბები თითქმის წრფივია ხვეულის მცირე გადახრით.

მაგნიტური ძალა და მაგნიტური ველის სიძლიერე.

შემდეგი, უნდა დაინერგოს კიდევ ერთი რაოდენობა, რომელიც ახასიათებს ელექტრული დენის მაგნიტურ ეფექტს. დავუშვათ, რომ დენი გადის გრძელი ხვეულის მავთულში, რომლის შიგნით მდებარეობს დამაგნიტირებადი მასალა. მაგნიტირების ძალა არის კოჭში ელექტრული დენის პროდუქტი და მისი შემობრუნების რაოდენობა (ეს ძალა იზომება ამპერებში, რადგან მობრუნებების რაოდენობა არის განზომილებიანი რაოდენობა). მაგნიტური ველის სიძლიერე ჰკოჭის სიგრძის ერთეულზე მაგნიტირების ძალის ტოლია. ამრიგად, ღირებულება ჰიზომება ამპერებში მეტრზე; ის განსაზღვრავს მაგნიტიზაციას, რომელიც შეიძინა მასალის მიერ კოჭის შიგნით.

ვაკუუმურ მაგნიტურ ინდუქციაში ბმაგნიტური ველის სიძლიერის პროპორციულია ჰ:

სადაც მ 0 - ე.წ. მაგნიტური მუდმივი უნივერსალური მნიშვნელობით 4 გვ Ch 10 –7 H/m. ბევრ მასალაში, ღირებულება ბდაახლოებით პროპორციული ჰ. თუმცა, ფერომაგნიტურ მასალებში, თანაფარდობა შორის ბდა ჰგარკვეულწილად უფრო რთული (რაც ქვემოთ იქნება განხილული).

ნახ. 1 გვიჩვენებს უბრალო ელექტრომაგნიტს, რომელიც შექმნილია დატვირთვების დასაჭერად. ენერგიის წყაროა DC ბატარეა. ნახატზე ასევე ნაჩვენებია ელექტრომაგნიტის ველის ძალის ხაზები, რომლებიც შეიძლება გამოვლინდეს რკინის ფილების ჩვეულებრივი მეთოდით.

დიდ ელექტრომაგნიტებს რკინის ბირთვით და ძალიან დიდი რაოდენობით ამპერ-მობრუნებით, რომლებიც მუშაობენ უწყვეტ რეჟიმში, აქვთ დიდი მაგნიტირების ძალა. ისინი ქმნიან მაგნიტურ ინდუქციას 6 ტ-მდე ბოძებს შორის უფსკრული; ეს ინდუქცია შემოიფარგლება მხოლოდ მექანიკური სტრესებით, ხვეულების გათბობით და ბირთვის მაგნიტური გაჯერებით. რიგი გიგანტური ელექტრომაგნიტები (ბირთის გარეშე) წყლის გაგრილებით, ისევე როგორც ინსტალაციები იმპულსური მაგნიტური ველების შესაქმნელად, შეიქმნა P.L. მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის მიერ. ასეთ მაგნიტებზე შესაძლებელი იყო ინდუქციის მიღწევა 50 ტ-მდე. შედარებით მცირე ელექტრომაგნიტი, რომელიც აწარმოებს ველებს 6,2 ტ-მდე, მოიხმარს 15 კვტ ელექტროენერგიას და გაცივდა თხევადი წყალბადით, შეიქმნა Losalamos National Laboratory-ში. მსგავსი ველები მიიღება კრიოგენურ ტემპერატურაზე.

მაგნიტური გამტარიანობა და მისი როლი მაგნიტიზმში.

მაგნიტური გამტარიანობა მარის მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს მასალის მაგნიტურ თვისებებს. ფერომაგნიტურ ლითონებს Fe, Ni, Co და მათ შენადნობებს აქვთ ძალიან მაღალი მაქსიმალური გამტარიანობა - 5000-დან (Fe-სთვის) 800000-მდე (სუპერმალოიისთვის). ასეთ მასალებში შედარებით დაბალი ველის სიძლიერეზე ჰხდება დიდი ინდუქციები ბ, მაგრამ ამ სიდიდეებს შორის ურთიერთობა, ზოგადად, არაწრფივია გაჯერების და ჰისტერეზის ფენომენების გამო, რომლებიც განხილულია ქვემოთ. ფერომაგნიტური მასალები მაგნიტებით ძლიერად იზიდავს. ისინი კარგავენ მაგნიტურ თვისებებს კურიის წერტილის ზემოთ ტემპერატურაზე (770°C Fe-სთვის, 358°C Ni-სთვის, 1120°C Co-სთვის) და იქცევიან პარამაგნიტების მსგავსად, რისთვისაც ინდუქცია ხდება. ბდაძაბულობის ძალიან მაღალ მნიშვნელობებამდე ჰმისი პროპორციულია - ზუსტად ისევე, როგორც ვაკუუმში ხდება. ბევრი ელემენტი და ნაერთი პარამაგნიტურია ყველა ტემპერატურაზე. პარამაგნიტური ნივთიერებები ხასიათდება მაგნიტიზებით გარე მაგნიტურ ველში; თუ ეს ველი გამორთულია, პარამაგნიტები უბრუნდებიან არამაგნიტიზებულ მდგომარეობას. მაგნიტიზაცია ფერომაგნიტებში შენარჩუნებულია გარე ველის გამორთვის შემდეგაც.

ნახ. 2 გვიჩვენებს ტიპიური ჰისტერეზის მარყუჟს მაგნიტურად მყარი (მაღალი დანაკარგი) ფერომაგნიტური მასალისთვის. იგი ახასიათებს მაგნიტიურად მოწესრიგებული მასალის დამაგნიტიზაციის ორაზროვან დამოკიდებულებას მაგნიტირების ველის სიძლიერეზე. მაგნიტური ველის სიძლიერის ზრდით საწყისი (ნულოვანი) წერტილიდან ( 1 ) მაგნიტიზაცია მიდის წყვეტილი ხაზის გასწვრივ 1 –2 და ღირებულება მმნიშვნელოვნად იცვლება ნიმუშის მაგნიტიზაციის მატებასთან ერთად. წერტილში 2 გაჯერება მიიღწევა, ე.ი. ინტენსივობის შემდგომი მატებასთან ერთად მაგნიტიზაცია აღარ იზრდება. თუ ახლა თანდათან შევამცირებთ მნიშვნელობას ჰნულამდე, შემდეგ მრუდი ბ(ჰ) აღარ მიჰყვება იმავე გზას, მაგრამ გადის წერტილში 3 ავლენს, თითქოსდა, მასალის „მეხსიერებას“ „წარსული ისტორიის“ შესახებ, აქედან მომდინარეობს სახელწოდება „ჰისტერეზი“. ცხადია, ამ შემთხვევაში, გარკვეული ნარჩენი მაგნიტიზაცია შენარჩუნებულია (სეგმენტი 1 –3 ). მაგნიტირების ველის მიმართულების საპირისპიროდ შეცვლის შემდეგ, მრუდი AT (ჰ) გადის პუნქტს 4 და სეგმენტი ( 1 )–(4 ) შეესაბამება იძულებით ძალას, რომელიც ხელს უშლის დემაგნიტიზაციას. ღირებულებების შემდგომი ზრდა (- ჰ) მიაქვს ჰისტერეზისის მრუდი მესამე კვადრატამდე - მონაკვეთზე 4 –5 . ღირებულების შემდგომი შემცირება (- ჰ) ნულამდე და შემდეგ იზრდება დადებითი მნიშვნელობები ჰდახურავს ჰისტერეზის ციკლს წერტილების მეშვეობით 6 , 7 და 2 .

მაგნიტურად მძიმე მასალები ხასიათდება ფართო ჰისტერეზის მარყუჟით, რომელიც ფარავს დიაგრამაზე მნიშვნელოვან ფართობს და, შესაბამისად, შეესაბამება ნარჩენი მაგნიტიზაციის (მაგნიტური ინდუქციის) და იძულებითი ძალის დიდ მნიშვნელობებს. ვიწრო ჰისტერეზის მარყუჟი (ნახ. 3) დამახასიათებელია რბილი მაგნიტური მასალებისთვის, როგორიცაა რბილი ფოლადი და სპეციალური შენადნობები მაღალი მაგნიტური გამტარიანობით. ასეთი შენადნობები შეიქმნა ჰისტერეზის გამო ენერგიის დანაკარგების შესამცირებლად. ამ სპეციალური შენადნობების უმეტესობას, ისევე როგორც ფერიტებს, აქვს მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობა, რაც ამცირებს არა მხოლოდ მაგნიტურ დანაკარგებს, არამედ ელექტრულ დანაკარგებს მორევის გამო.

მაღალი გამტარიანობის მქონე მაგნიტური მასალები წარმოიქმნება 1000 ° C ტემპერატურაზე განხორციელებული დუღილის შედეგად, რასაც მოჰყვება თერმვა (ეტაპობრივი გაგრილება) ოთახის ტემპერატურამდე. ამ შემთხვევაში ძალიან მნიშვნელოვანია წინასწარი მექანიკური და თერმული დამუშავება, ისევე როგორც ნიმუშში მინარევების არარსებობა. სატრანსფორმატორო ბირთვებისთვის მე-20 საუკუნის დასაწყისში. შემუშავდა სილიკონის ფოლადები, ღირებულება მრომელიც გაიზარდა სილიციუმის შემცველობის მატებასთან ერთად. 1915 და 1920 წლებში გამოჩნდა პერმალოიები (Ni-ს შენადნობი Fe-სთან ერთად) დამახასიათებელი ვიწრო და თითქმის მართკუთხა ჰისტერეზის მარყუჟით. მაგნიტური გამტარიანობის განსაკუთრებით მაღალი მნიშვნელობები მმცირე ღირებულებებისთვის ჰჰიპერნიული (50% Ni, 50% Fe) და მუ-მეტალის (75% Ni, 18% Fe, 5% Cu, 2% Cr) შენადნობები განსხვავდება, ხოლო პერმინვარში (45% Ni, 30% Fe, 25% Co) ღირებულება მპრაქტიკულად მუდმივია ველის სიძლიერის ცვლილებების ფართო დიაპაზონში. თანამედროვე მაგნიტურ მასალებს შორის უნდა აღვნიშნოთ supermalloy, შენადნობი, რომელსაც აქვს ყველაზე მაღალი მაგნიტური გამტარიანობა (შეიცავს 79% Ni, 15% Fe და 5% Mo).

მაგნეტიზმის თეორიები.

პირველად, იდეა, რომ მაგნიტური ფენომენები საბოლოოდ შემცირდა ელექტრულზე, წარმოიშვა ამპერიდან 1825 წელს, როდესაც მან გამოთქვა იდეა დახურული შიდა მიკროდინების შესახებ, რომლებიც ცირკულირებენ მაგნიტის თითოეულ ატომში. თუმცა, მატერიაში ასეთი დინების არსებობის ყოველგვარი ექსპერიმენტული დადასტურების გარეშე (ელექტრონი აღმოაჩინა ჯ. ტომსონმა მხოლოდ 1897 წელს, ხოლო ატომის სტრუქტურის აღწერა მისცეს რეზერფორდმა და ბორმა 1913 წელს), ეს თეორია „გაქრა. “. 1852 წელს ვ. ვებერი ვარაუდობს, რომ მაგნიტური ნივთიერების თითოეული ატომი არის პაწაწინა მაგნიტი, ანუ მაგნიტური დიპოლი, ასე რომ ნივთიერების სრული დამაგნიტიზაცია მიიღწევა, როდესაც ყველა ცალკეული ატომური მაგნიტი გარკვეული თანმიმდევრობით არის დალაგებული (ნახ. 4. , ბ). ვებერი თვლიდა, რომ მოლეკულური ან ატომური „ხახუნი“ ეხმარება ამ ელემენტარულ მაგნიტებს შეინარჩუნონ მოწესრიგება, მიუხედავად თერმული ვიბრაციების შემაშფოთებელი გავლენისა. მისმა თეორიამ შეძლო აეხსნა სხეულების მაგნიტიზაცია მაგნიტთან შეხებისას, ასევე მათი დემაგნიტიზაცია დარტყმის ან გაცხელებისას; დაბოლოს, მაგნიტების „გამრავლება“ ასევე აიხსნება, როდესაც მაგნიტიზებული ნემსი ან მაგნიტური ღერო ნაწილებად იჭრებოდა. და მაინც ეს თეორია არ ხსნიდა არც ელემენტარული მაგნიტების წარმოშობას, არც გაჯერების და ჰისტერეზის ფენომენებს. ვებერის თეორია გააუმჯობესა 1890 წელს ჯ. იუინგმა, რომელმაც შეცვალა ატომური ხახუნის ჰიპოთეზა ინტერატომური შემზღუდავი ძალების იდეით, რაც ხელს უწყობს ელემენტარული დიპოლების მოწესრიგების შენარჩუნებას, რომლებიც ქმნიან მუდმივ მაგნიტს.

პრობლემისადმი მიდგომა, რომელიც ოდესღაც ამპერმა შემოგვთავაზა, მეორე სიცოცხლე მიიღო 1905 წელს, როდესაც პ. ლანჟევინმა ახსნა პარამაგნიტური მასალების ქცევა თითოეულ ატომზე შიდა არაკომპენსირებული ელექტრონის დენის მინიჭებით. ლანჟევინის აზრით, სწორედ ეს დენები ქმნიან პაწაწინა მაგნიტებს, რომლებიც შემთხვევით არის ორიენტირებული, როდესაც გარე ველი არ არის, მაგრამ იძენს მოწესრიგებულ ორიენტაციას მისი გამოყენების შემდეგ. ამ შემთხვევაში, მიახლოება სრულ შეკვეთასთან შეესაბამება მაგნიტიზაციის გაჯერებას. გარდა ამისა, ლანჟევინმა შემოიტანა მაგნიტური მომენტის კონცეფცია, რომელიც ერთი ატომური მაგნიტისთვის ტოლია პოლუსის „მაგნიტური მუხტის“ ნამრავლისა და პოლუსებს შორის მანძილის. ამრიგად, პარამაგნიტური მასალების სუსტი მაგნიტიზმი განპირობებულია ელექტრონის არაკომპენსირებული დენებით შექმნილი მთლიანი მაგნიტური მომენტით.

1907 წელს პ.ვაისმა შემოიტანა „დომენის“ ცნება, რაც მნიშვნელოვანი წვლილი გახდა მაგნეტიზმის თანამედროვე თეორიაში. ვაისმა დომენები წარმოიდგინა, როგორც ატომების პატარა „კოლონიები“, რომლებშიც ყველა ატომის მაგნიტური მომენტები, რატომღაც, იძულებულნი არიან შეინარჩუნონ იგივე ორიენტაცია, ისე, რომ თითოეული დომენი მაგნიტიზებული იყოს გაჯერებამდე. ცალკეულ დომენს შეიძლება ჰქონდეს 0,01 მმ რიგის ხაზოვანი ზომები და, შესაბამისად, 10-6 მმ 3 რიგის მოცულობა. დომენები გამოყოფილია ეგრეთ წოდებული ბლოხის კედლებით, რომელთა სისქე არ აღემატება 1000 ატომურ განზომილებას. "კედელი" და ორი საპირისპიროდ ორიენტირებული დომენი სქემატურად არის ნაჩვენები ნახ. 5. ასეთი კედლები არის „გარდამავალი ფენები“, რომლებშიც იცვლება დომენის დამაგნიტიზაციის მიმართულება.

ზოგად შემთხვევაში, საწყის მაგნიტიზაციის მრუდზე შეიძლება გამოიყოს სამი მონაკვეთი (ნახ. 6). საწყის მონაკვეთში, კედელი, გარე ველის მოქმედებით, მოძრაობს ნივთიერების სისქეში, სანამ არ შეხვდება ბროლის გისოსების დეფექტს, რომელიც აჩერებს მას. ველის სიძლიერის გაზრდით, კედელი შეიძლება აიძულოს გადაადგილდეს შუა მონაკვეთზე წყვეტილ ხაზებს შორის. თუ ამის შემდეგ ველის სიძლიერე კვლავ ნულამდე შემცირდება, მაშინ კედლები აღარ დაბრუნდება თავდაპირველ მდგომარეობაში, ასე რომ ნიმუში დარჩება ნაწილობრივ მაგნიტიზებული. ეს ხსნის მაგნიტის ჰისტერეზს. მრუდის ბოლოს, პროცესი მთავრდება ნიმუშის დამაგნიტიზაციის გაჯერებით, ბოლო უწესრიგო დომენებში დამაგნიტების მოწესრიგების გამო. ეს პროცესი თითქმის მთლიანად შექცევადია. მაგნიტური სიმტკიცე ვლინდება იმ მასალებით, რომლებშიც ატომური გისოსი შეიცავს უამრავ დეფექტს, რაც ხელს უშლის ინტერდომენის კედლების მოძრაობას. ამის მიღწევა შესაძლებელია მექანიკური და თერმული დამუშავებით, მაგალითად დაფხვნილი მასალის შეკუმშვით და შემდეგ აგლომერებით. ალნიკოს შენადნობებში და მათ ანალოგებში იგივე შედეგი მიიღწევა ლითონების კომპლექსურ სტრუქტურაში შერწყმით.

პარამაგნიტური და ფერომაგნიტური მასალების გარდა, არსებობს მასალები ე.წ. ანტიფერომაგნიტური და ფერომაგნიტური თვისებებით. განსხვავება მაგნეტიზმის ამ ტიპებს შორის ილუსტრირებულია ნახ. 7. დომენების ცნებაზე დაყრდნობით, პარამაგნიტიზმი შეიძლება ჩაითვალოს ფენომენად მაგნიტური დიპოლების მცირე ჯგუფების მასალაში არსებობის გამო, რომლებშიც ცალკეული დიპოლები ძალიან სუსტად ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან (ან საერთოდ არ ურთიერთობენ) და შესაბამისად. გარე ველის არარსებობის შემთხვევაში, ისინი იღებენ მხოლოდ შემთხვევით ორიენტაციას (ნახ. 7, ა). ფერომაგნიტურ მასალებში, თითოეულ დომენში, არის ძლიერი ურთიერთქმედება ცალკეულ დიპოლებს შორის, რაც იწვევს მათ მოწესრიგებულ პარალელურ სწორებას (ნახ. 7, ბ). ანტიფერომაგნიტურ მასალებში, პირიქით, ცალკეულ დიპოლებს შორის ურთიერთქმედება იწვევს მათ ანტიპარალელურ მოწესრიგებულ განლაგებას, ისე რომ თითოეული დომენის ჯამური მაგნიტური მომენტი არის ნული (ნახ. 7, in). დაბოლოს, ფერმაგნიტურ მასალებში (მაგალითად, ფერიტებში) არის პარალელური და ანტიპარალელური შეკვეთა (ნახ. 7, გ), რის შედეგადაც სუსტი მაგნეტიზმი.

დომენების არსებობის ორი დამაჯერებელი ექსპერიმენტული დადასტურებაა. პირველი მათგანი არის ე.წ ბარხაუზენის ეფექტი, მეორე არის ფხვნილის ფიგურის მეთოდი. 1919 წელს გ. ბარხაუზენმა დაადგინა, რომ როდესაც გარე ველი გამოიყენება ფერომაგნიტური მასალის ნიმუშზე, მისი მაგნიტიზაცია იცვლება მცირე დისკრეტულ ნაწილებში. დომენის თეორიის თვალსაზრისით, ეს სხვა არაფერია, თუ არა ინტერდომენური კედლის ნახტომის მსგავსი წინსვლა, რომელიც აწყდება ინდივიდუალურ დეფექტებს, რომლებიც აკავებს მას გზაზე. ეს ეფექტი ჩვეულებრივ გამოვლენილია ხვეულის გამოყენებით, რომელშიც მოთავსებულია ფერომაგნიტური ღერო ან მავთული. თუ ძლიერი მაგნიტი მონაცვლეობით მოჰყავთ ნიმუშს და ამოიღებენ მისგან, ნიმუში იქნება მაგნიტიზებული და ხელახლა მაგნიტიზებული. ნახტომის მსგავსი ცვლილებები ნიმუშის მაგნიტიზაციაში ცვლის მაგნიტურ ნაკადს ხვეულში და მასში აღიძვრება ინდუქციური დენი. ძაბვა, რომელიც წარმოიქმნება ამ შემთხვევაში კოჭში, ძლიერდება და მიეწოდება წყვილი აკუსტიკური ყურსასმენის შეყვანას. ყურსასმენების საშუალებით აღქმული დაწკაპუნებები მიუთითებს მაგნიტიზაციის მკვეთრ ცვლილებაზე.

ფხვნილის ფიგურების მეთოდით მაგნიტის დომენური სტრუქტურის გამოსავლენად, ფერომაგნიტური ფხვნილის კოლოიდური სუსპენზიის წვეთი (ჩვეულებრივ Fe 3 O 4) გამოიყენება მაგნიტიზებული მასალის კარგად გაპრიალებულ ზედაპირზე. ფხვნილის ნაწილაკები ძირითადად დგანან მაგნიტური ველის მაქსიმალური არაერთგვაროვნების ადგილებში - დომენების საზღვრებში. ასეთი სტრუქტურის შესწავლა შესაძლებელია მიკროსკოპის ქვეშ. ასევე შემოთავაზებულია მეთოდი, რომელიც ეფუძნება პოლარიზებული სინათლის გავლას გამჭვირვალე ფერომაგნიტურ მასალაში.

ვაისის მაგნიტიზმის ორიგინალურმა თეორიამ თავისი ძირითადი მახასიათებლებით შეინარჩუნა თავისი მნიშვნელობა დღემდე, თუმცა მიიღო განახლებული ინტერპრეტაცია, რომელიც ეფუძნება არაკომპენსირებული ელექტრონის სპინების კონცეფციას, როგორც ატომური მაგნეტიზმის განმსაზღვრელი ფაქტორი. ელექტრონის შინაგანი მომენტის არსებობის ჰიპოთეზა წამოაყენეს 1926 წელს S. Goudsmit-მა და J. Uhlenbeck-მა და ამჟამად სწორედ ელექტრონები, როგორც სპინის მატარებლები, განიხილება როგორც "ელემენტარული მაგნიტები".

ამ კონცეფციის გასარკვევად განვიხილოთ (ნახ. 8) რკინის თავისუფალი ატომი, ტიპიური ფერომაგნიტური მასალა. მისი ორი ჭურვი ( კდა ლ), ბირთვთან ყველაზე ახლოს, ივსება ელექტრონებით, მათგან პირველზე ორია, ხოლო მეორეზე რვა. AT კ-ჭურვი, ერთ-ერთი ელექტრონის სპინი დადებითია, მეორე კი უარყოფითი. AT ლგარსი (უფრო ზუსტად, მის ორ ქვეშელში), რვა ელექტრონიდან ოთხს აქვს დადებითი სპინები, ხოლო დანარჩენ ოთხს აქვს უარყოფითი სპინები. ორივე შემთხვევაში, ერთსა და იმავე გარსში ელექტრონების სპინები მთლიანად იშლება, ასე რომ მთლიანი მაგნიტური მომენტი ნულის ტოლია. AT მ- გარსი, სიტუაცია განსხვავებულია, რადგან მესამე ქვეშელში ექვსი ელექტრონის გამო, ხუთ ელექტრონს აქვს სპინები მიმართული ერთი მიმართულებით და მხოლოდ მეექვსეს - მეორეზე. შედეგად, რჩება ოთხი არაკომპენსირებული სპინი, რაც განსაზღვრავს რკინის ატომის მაგნიტურ თვისებებს. (გარედან ნ-გარსს აქვს მხოლოდ ორი ვალენტური ელექტრონი, რომლებიც არ უწყობს ხელს რკინის ატომის მაგნიტიზმს.) სხვა ფერომაგნიტების მაგნიტიზმი, როგორიცაა ნიკელი და კობალტი, აიხსნება ანალოგიურად. ვინაიდან რკინის ნიმუშში მეზობელი ატომები ძლიერად ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და მათი ელექტრონები ნაწილობრივ კოლექტივიზებულია, ეს ახსნა უნდა ჩაითვალოს მხოლოდ როგორც რეალური სიტუაციის საილუსტრაციო, მაგრამ ძალიან გამარტივებული სქემა.

ატომური მაგნიტიზმის თეორიას, რომელიც დაფუძნებულია ელექტრონის სპინზე, მხარს უჭერს ორი საინტერესო გირომაგნიტური ექსპერიმენტი, რომელთაგან ერთი ჩაატარეს ა.აინშტაინმა და ვ. დე ჰაასმა, ხოლო მეორე - ს. ბარნეტმა. ამ ექსპერიმენტებიდან პირველში ფერომაგნიტური მასალის ცილინდრი შეჩერდა, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 9. თუ გრაგნილ მავთულში დენი გადის, მაშინ ცილინდრი ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო. როდესაც დენის მიმართულება (და შესაბამისად მაგნიტური ველი) იცვლება, ის საპირისპირო მიმართულებით ბრუნდება. ორივე შემთხვევაში, ცილინდრის ბრუნვა განპირობებულია ელექტრონის სპინების მოწესრიგებით. ბარნეტის ექსპერიმენტში, პირიქით, შეკიდული ცილინდრი, რომელიც მკვეთრად არის მოყვანილი ბრუნვის მდგომარეობაში, მაგნიტიზებულია მაგნიტური ველის არარსებობის შემთხვევაში. ეს ეფექტი აიხსნება იმით, რომ მაგნიტის ბრუნვის დროს იქმნება გიროსკოპული მომენტი, რომელიც მიდრეკილია ბრუნვის მომენტების ბრუნვისკენ საკუთარი ბრუნვის ღერძის მიმართულებით.

მოკლე დიაპაზონის ძალების ბუნებისა და წარმოშობის უფრო სრულყოფილი ახსნისთვის, რომლებიც აწესრიგებენ მეზობელ ატომურ მაგნიტებს და ეწინააღმდეგებიან თერმული მოძრაობის დარღვევის ეფექტს, უნდა მივმართოთ კვანტურ მექანიკას. ამ ძალების ბუნების კვანტური მექანიკური ახსნა შემოგვთავაზა ვ.ჰაიზენბერგმა 1928 წელს, რომელმაც პოსტულაცია მოახდინა მეზობელ ატომებს შორის გაცვლითი ურთიერთქმედების არსებობა. მოგვიანებით, G. Bethe-მ და J. Slater-მა აჩვენეს, რომ გაცვლის ძალები მნიშვნელოვნად იზრდება ატომებს შორის მანძილის შემცირებით, მაგრამ გარკვეული მინიმალური ინტერატომური მანძილის მიღწევის შემდეგ ისინი ნულამდე ეცემა.

ნივთიერების მაგნიტური თვისებები

მატერიის მაგნიტური თვისებების ერთ-ერთი პირველი ვრცელი და სისტემატური კვლევა ჩაატარა პ.კიურიმ. მან აღმოაჩინა, რომ მათი მაგნიტური თვისებების მიხედვით, ყველა ნივთიერება შეიძლება დაიყოს სამ კლასად. პირველი მოიცავს ნივთიერებებს, რომლებსაც აქვთ გამოხატული მაგნიტური თვისებები, რკინის მსგავსი. ასეთ ნივთიერებებს ფერომაგნიტური ეწოდება; მათი მაგნიტური ველი შესამჩნევია მნიშვნელოვან დისტანციებზე ( სმ. უფრო მაღალი). ნივთიერებები, რომლებსაც პარამაგნიტური ეწოდება, მიეკუთვნება მეორე კლასს; მათი მაგნიტური თვისებები ზოგადად ფერომაგნიტური მასალების მსგავსია, მაგრამ გაცილებით სუსტი. მაგალითად, ძლიერი ელექტრომაგნიტის პოლუსების მიზიდულობის ძალას შეუძლია ხელიდან გამოგლიჯოს რკინის ჩაქუჩი და იმავე მაგნიტის მიმართ პარამაგნიტური ნივთიერების მიზიდულობის დასადგენად, როგორც წესი, საჭიროა ძალიან მგრძნობიარე ანალიტიკური ნაშთები. . ბოლო, მესამე კლასში შედის ე.წ. დიამაგნიტური ნივთიერებები. ისინი მოიგერიეს ელექტრომაგნიტით, ე.ი. დიამაგნიტებზე მოქმედი ძალა მიმართულია ფერო- და პარამაგნიტებზე მოქმედი ძალის საპირისპიროდ.

მაგნიტური თვისებების გაზომვა.

მაგნიტური თვისებების შესწავლისას ყველაზე მნიშვნელოვანია ორი ტიპის გაზომვები. პირველი მათგანი არის მაგნიტის მახლობლად ნიმუშზე მოქმედი ძალის გაზომვა; ასე განისაზღვრება ნიმუშის მაგნიტიზაცია. მეორე მოიცავს მატერიის მაგნიტიზაციასთან დაკავშირებული „რეზონანსული“ სიხშირეების გაზომვას. ატომები არის პაწაწინა „გიროსკოპები“ და მაგნიტური ველის პრეცესში (როგორც ჩვეულებრივი ბრუნვის ზედაპირი გრავიტაციით შექმნილი ბრუნვის გავლენის ქვეშ) სიხშირეზე, რომლის გაზომვაც შესაძლებელია. გარდა ამისა, ძალა მოქმედებს თავისუფალ დამუხტულ ნაწილაკებზე, რომლებიც მოძრაობენ სწორი კუთხით მაგნიტური ინდუქციის ხაზებთან, აგრეთვე ელექტრონის დენზე გამტარში. ის იწვევს ნაწილაკების მოძრაობას წრიულ ორბიტაზე, რომლის რადიუსი მოცემულია

რ = მვ/eB,

სადაც მარის ნაწილაკების მასა, ვ- მისი სიჩქარე ეარის მისი მუხტი და ბარის ველის მაგნიტური ინდუქცია. ასეთი წრიული მოძრაობის სიხშირე უდრის

სადაც ვიზომება ჰერცში ე- კულონებში, მ- კილოგრამებში, ბ- ტესლაში. ეს სიხშირე ახასიათებს დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობას ნივთიერებაში მაგნიტურ ველში. ორივე ტიპის მოძრაობა (პრეცესია და მოძრაობა წრიულ ორბიტებში) შეიძლება აღგზნდეს მონაცვლეობითი ველებით რეზონანსული სიხშირით, რომელიც ტოლია მოცემული მასალისთვის დამახასიათებელი „ბუნებრივი“ სიხშირეების. პირველ შემთხვევაში, რეზონანსს ეწოდება მაგნიტური, ხოლო მეორეში - ციკლოტრონი (ციკლოტრონის სუბატომური ნაწილაკების ციკლურ მოძრაობასთან მსგავსების გათვალისწინებით).

ატომების მაგნიტურ თვისებებზე საუბრისას, განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს მათ კუთხოვან იმპულსს. მაგნიტური ველი მოქმედებს მბრუნავ ატომურ დიპოლზე, ცდილობს მის შემობრუნებას და ველის პარალელურად დაყენებას. სამაგიეროდ, ატომი იწყებს წინსვლას ველის მიმართულების გარშემო (ნახ. 10) დიპოლური მომენტისა და გამოყენებული ველის სიძლიერეზე დამოკიდებული სიხშირით.

ატომების პრეცესია პირდაპირ ვერ შეინიშნება, ვინაიდან ნიმუშის ყველა ატომი პრეცესია სხვადასხვა ფაზაში. თუმცა, თუ გამოყენებულია მცირე მონაცვლეობითი ველი, რომელიც მიმართულია მუდმივი მოწესრიგების ველზე პერპენდიკულარულად, მაშინ დამყარებულია გარკვეული ფაზური კავშირი პრეცესიულ ატომებს შორის და მათი მთლიანი მაგნიტური მომენტი იწყებს პრეცესას ინდივიდუალური პრეცესიის სიხშირის ტოლი სიხშირით. მაგნიტური მომენტები. დიდი მნიშვნელობა აქვს პრეცესიის კუთხურ სიჩქარეს. როგორც წესი, ეს მნიშვნელობა არის 10 10 Hz/T რიგის ელექტრონებთან დაკავშირებული მაგნიტიზაციისთვის და 10 7 Hz/T რიგის მაგნიტიზაციისთვის, რომელიც დაკავშირებულია ატომების ბირთვებში დადებით მუხტებთან.

ბირთვული მაგნიტურ-რეზონანსის (NMR) დაკვირვების ინსტალაციის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 11. შესწავლილი ნივთიერება შეყვანილია პოლუსებს შორის ერთგვაროვან მუდმივ ველში. თუ RF ველი შემდეგ აღგზნებულია საცდელი მილის გარშემო პატარა ხვეულით, რეზონანსი შეიძლება მიღწეული იყოს გარკვეული სიხშირით, რომელიც უდრის ნიმუშის ყველა ბირთვული „გიროსკოპის“ პრეცესიის სიხშირეს. გაზომვები მსგავსია რადიოს მიმღების დაყენების კონკრეტული სადგურის სიხშირეზე.

მაგნიტურ-რეზონანსული მეთოდები შესაძლებელს ხდის შეისწავლოს არა მხოლოდ კონკრეტული ატომებისა და ბირთვების მაგნიტური თვისებები, არამედ მათი გარემოს თვისებები. საქმე იმაშია, რომ მაგნიტური ველები მყარ სხეულებში და მოლეკულებში არაერთგვაროვანია, რადგან ისინი დამახინჯებულია ატომური მუხტებით, ხოლო ექსპერიმენტული რეზონანსული მრუდის კურსის დეტალები განისაზღვრება ადგილობრივი ველით იმ რეგიონში, სადაც მდებარეობს წინამორბედი ბირთვი. ეს შესაძლებელს ხდის კონკრეტული ნიმუშის სტრუქტურის თავისებურებების შესწავლას რეზონანსული მეთოდებით.

მაგნიტური თვისებების გაანგარიშება.

დედამიწის ველის მაგნიტური ინდუქციაა 0,5×10 -4 ტ, მაშინ როცა ძლიერი ელექტრომაგნიტის პოლუსებს შორის ველი 2 ტ ან მეტის რიგისაა.

დენების ნებისმიერი კონფიგურაციით შექმნილი მაგნიტური ველი შეიძლება გამოითვალოს ბიოტ-სავარტ-ლაპლასის ფორმულის გამოყენებით დენის ელემენტის მიერ შექმნილი ველის მაგნიტური ინდუქციისთვის. სხვადასხვა ფორმის კონტურებითა და ცილინდრული ხვეულებით შექმნილი ველის გამოთვლა ხშირ შემთხვევაში ძალიან რთულია. ქვემოთ მოცემულია ფორმულები რამდენიმე მარტივი შემთხვევისთვის. ველის მაგნიტური ინდუქცია (ტესლასებში), რომელიც შექმნილია გრძელი სწორი მავთულით დენით მე

მაგნიტიზებული რკინის ღეროს ველი ჰგავს გრძელი სოლენოიდის გარე ველს, ამპერის ბრუნთა რაოდენობა სიგრძის ერთეულზე, რომელიც შეესაბამება მაგნიტიზებული ღეროს ზედაპირზე ატომებში არსებულ დენს, რადგან ღეროს შიგნით არსებული დენები ანადგურებს ერთმანეთს. გარეთ (სურ. 12). ამპერის სახელით, ასეთ ზედაპირულ დენს ამპერი ეწოდება. მაგნიტური ველის სიძლიერე ჰ ა, შექმნილი ამპერის დენით, უდრის ღეროს ერთეული მოცულობის მაგნიტურ მომენტს მ.

თუ სოლენოიდში ჩასმულია რკინის ღერო, გარდა იმისა, რომ სოლენოიდის დენი ქმნის მაგნიტურ ველს ჰატომური დიპოლების დალაგება ღეროს დამაგნიტებულ მასალაში ქმნის მაგნიტიზაციას მ. ამ შემთხვევაში მთლიანი მაგნიტური ნაკადი განისაზღვრება რეალური და ამპერის დენების ჯამით, ასე რომ ბ = მ 0(ჰ + ჰ ა), ან ბ = მ 0(H+M). დამოკიდებულება მ/ჰდაურეკა მაგნიტური მგრძნობელობა და აღინიშნება ბერძნული ასოებით გ; გარის განზომილებიანი სიდიდე, რომელიც ახასიათებს მასალის მაგნიტურ ველში მაგნიტიზების უნარს.

ღირებულება ბ/ჰ, რომელიც ახასიათებს მასალის მაგნიტურ თვისებებს, ეწოდება მაგნიტური გამტარიანობა და აღინიშნება მ ა, და მ ა = მ 0მ, სად მ აარის აბსოლუტური და მ- ფარდობითი გამტარიანობა,

ფერომაგნიტურ ნივთიერებებში მნიშვნელობა გშეიძლება ჰქონდეს ძალიან დიდი მნიშვნელობები - 10 4 ё 10 6-მდე. ღირებულება გპარამაგნიტურ მასალებს აქვთ ნულზე ცოტა მეტი, ხოლო დიამაგნიტურ მასალებს ცოტა ნაკლები. მხოლოდ ვაკუუმში და ძალიან სუსტ ველებში არის რაოდენობები გდა მმუდმივია და არ არის დამოკიდებული გარე ველზე. დამოკიდებულების ინდუქცია ბდან ჰჩვეულებრივ არაწრფივია და მისი გრაფიკები, ე.წ. მაგნიტიზაციის მრუდები სხვადასხვა მასალისთვის და თუნდაც სხვადასხვა ტემპერატურაზე შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს (ასეთი მრუდების მაგალითები ნაჩვენებია ნახ. 2 და 3).

მატერიის მაგნიტური თვისებები ძალზე რთულია და მათი სტრუქტურის საფუძვლიანი გაგება მოითხოვს ატომების სტრუქტურის, მოლეკულებში მათი ურთიერთქმედების, აირებში მათი შეჯახების და მყარი და სითხეების ურთიერთგავლენის საფუძვლიან ანალიზს; სითხეების მაგნიტური თვისებები ჯერ კიდევ ყველაზე ნაკლებად არის შესწავლილი.

დედამიწას აქვს მაგნიტური ველი, რომლის არსებობის მიზეზები დადგენილი არ არის. მაგნიტურ ველს აქვს ორი მაგნიტური პოლუსი და მაგნიტური ღერძი. მაგნიტური პოლუსების პოზიცია არ ემთხვევა გეოგრაფიულ პოლუსებს. მაგნიტური პოლუსები განლაგებულია ჩრდილოეთ და სამხრეთ ნახევარსფეროებში ასიმეტრიულად ერთმანეთთან შედარებით. ამასთან დაკავშირებით, მათი დამაკავშირებელი ხაზი - დედამიწის მაგნიტური ღერძი ქმნის 11 °-მდე კუთხეს მისი ბრუნვის ღერძით.

დედამიწის მაგნეტიზმი ხასიათდება მაგნიტური ინტენსივობით, დახრილობით და დახრილობით. მაგნიტური სიძლიერე იზომება ერსტედებში.

მაგნიტური დახრილობა არის მაგნიტური ნემსის გადახრის კუთხე გეოგრაფიული მერიდიანიდან მოცემულ ადგილას. ვინაიდან მაგნიტური ნემსი მიუთითებს მაგნიტური მერიდიანის მიმართულებაზე, მაგნიტური დახრილობა შეესაბამება კუთხეს მაგნიტურ და გეოგრაფიულ მერიდიანებს შორის. დახრილობა შეიძლება იყოს აღმოსავლეთით ან დასავლეთით. რუკაზე იდენტური დახრილობების დამაკავშირებელ ხაზებს იზოგონები ეწოდება. დახრილობის იზოგონს ნულის ტოლი ეწოდება ნულოვანი მაგნიტური მერიდიანი. იზოგონები ასხივებენ სამხრეთ ნახევარსფეროს მაგნიტურ პოლუსს და იკრიბებიან ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს მაგნიტურ პოლუსზე.

მაგნიტური დახრილობა არის მაგნიტური ნემსის დახრილობის კუთხე ჰორიზონტისკენ. თანაბარი დახრილობის წერტილების დამაკავშირებელ ხაზებს იზოკლინები ეწოდება. ნულოვანი იზოკლინი ეწოდება მაგნიტურ ეკვატორს. იზოკლინები, პარალელების მსგავსად, გადაჭიმულია გრძივი მიმართულებით და იცვლება 0-დან 90°-მდე.

იზოგონებისა და იზოკლინების გლუვი მიმდინარეობა დედამიწის ზედაპირის ზოგიერთ ადგილას საკმაოდ მკვეთრად დარღვეულია, რაც დაკავშირებულია მაგნიტური ანომალიების არსებობასთან. რკინის მადნების დიდი აკუმულაციები შეიძლება გახდეს ასეთი ანომალიების წყარო. ყველაზე დიდი მაგნიტური ანომალიაა კურსკი. მაგნიტური ანომალიები ასევე შეიძლება გამოწვეული იყოს დედამიწის ქერქის რღვევით - რღვევები, უკუ რღვევები, რის შედეგადაც სხვადასხვა მაგნიტური მახასიათებლების მქონე ქანები შედიან კონტაქტში და ა.შ. მაგნიტური ანომალიები ფართოდ გამოიყენება მინერალური საბადოების საძიებლად და სტრუქტურის შესასწავლად წიაღისეული.

მაგნიტური ინტენსივობის, დახრილობის და მიდრეკილების მნიშვნელობები განიცდის ყოველდღიურ და საერო რყევებს (ვარიაციები).

დღის ცვალებადობა გამოწვეულია იონოსფეროს მზის და მთვარის აშლილობით და უფრო გამოხატულია ზაფხულში, ვიდრე ზამთარში და უფრო მეტად დღის განმავლობაში, ვიდრე ღამით. ბევრად უფრო ინტენსიური

საუკუნის ვარიაციები. ითვლება, რომ ისინი გამოწვეულია დედამიწის ბირთვის ზედა ფენებში მომხდარი ცვლილებებით. საერო ვარიაციები სხვადასხვა გეოგრაფიულ წერტილებში განსხვავებულია.

უეცარი, რამდენიმე დღის განმავლობაში, მაგნიტური რყევები (მაგნიტური შტორმები) ასოცირდება მზის აქტივობასთან და ყველაზე ინტენსიურია მაღალ განედებზე.

§ 4. დედამიწის სითბო

დედამიწა სითბოს იღებს ორი წყაროდან: მზისგან და საკუთარი ნაწლავებიდან. დედამიწის ზედაპირის თერმული მდგომარეობა თითქმის მთლიანად დამოკიდებულია მზის მიერ მის გათბობაზე. თუმცა, მრავალი ფაქტორის გავლენით ხდება მზის სითბოს გადანაწილება, რომელიც დაეცა დედამიწის ზედაპირზე. დედამიწის ზედაპირის სხვადასხვა წერტილები იღებენ არათანაბარი რაოდენობით სითბოს დედამიწის ბრუნვის ღერძის დახრილი პოზიციის გამო ეკლიპტიკის სიბრტყესთან მიმართებაში.

ტემპერატურული პირობების შესადარებლად შემოტანილია დედამიწის ზედაპირის ცალკეულ ნაწილებში საშუალო დღიური, საშუალო თვიური და საშუალო წლიური ტემპერატურის ცნებები.

ყველაზე მაღალი ტემპერატურის რყევებს განიცდის დედამიწის ზედა ფენა. ზედაპირიდან ღრმად თანდათან მცირდება ყოველდღიური, ყოველთვიური და წლიური ტემპერატურის მერყეობა. დედამიწის ქერქის სისქეს, რომლის შიგნითაც ქანებზე გავლენას ახდენს მზის სითბო, ჰელიოთერმული ზონა ეწოდება. ამ ზონის სიღრმე რამდენიმე მეტრიდან 30 მ-მდე მერყეობს.

მზის თერმული ზონის ქვეშ არის მუდმივი ტემპერატურის სარტყელი, სადაც სეზონური ტემპერატურის რყევები არ მოქმედებს. მოსკოვის რაიონში, იგი მდებარეობს 20 მ სიღრმეზე.

მუდმივი ტემპერატურის სარტყლის ქვემოთ არის გეოთერმული ზონა. ამ ზონაში ტემპერატურა სიღრმით იმატებს დედამიწის შიდა სითბოს გამო - საშუალოდ 1°C-ით ყოველ 33 მ-ზე. ამ სიღრმის ინტერვალს "გეოთერმული ნაბიჯი" ეწოდება. ტემპერატურის მატებას დედამიწაში 100 მ-ით ჩაღრმავებისას გეოთერმული გრადიენტი ეწოდება. გეოთერმული საფეხურის და გრადიენტის მნიშვნელობები უკუპროპორციულია და განსხვავებულია დედამიწის სხვადასხვა რეგიონისთვის. მათი ნამრავლი არის მუდმივი მნიშვნელობა და უდრის 100-ს. თუ, მაგალითად, ნაბიჯი არის 25 მ, მაშინ გრადიენტი არის 4 °C.

გეოთერმული საფეხურის მნიშვნელობებში განსხვავებები შეიძლება გამოწვეული იყოს ქანების სხვადასხვა რადიოაქტიურობით და თბოგამტარობით, ნაწლავებში ჰიდროქიმიური პროცესებით, ქანების წარმოქმნის ხასიათით, მიწისქვეშა წყლების ტემპერატურით და ოკეანეებიდან და ზღვებიდან დაშორებით.

გეოთერმული ნაბიჯის ღირებულება ფართო დიაპაზონში მერყეობს. პიატიგორსკის მიდამოებში ეს არის 1,5 მ, ლენინგრადი - 19,6 მ, მოსკოვი - 38,4 მ, კარელიაში - 100 მ-ზე მეტი, ვოლგის რეგიონისა და ბაშკირის რეგიონში - 50 მ და ა.შ. 14.

დედამიწის შიდა სითბოს მთავარი წყარო არის ნივთიერებების რადიოაქტიური დაშლა, რომლებიც კონცენტრირებულია ძირითადად დედამიწის ქერქში. ვარაუდობენ, რომ მასში სითბო იზრდება გეოთერმული საფეხურის შესაბამისად 15-20 კმ სიღრმემდე. უფრო ღრმად არის მკვეთრი ზრდა გეოთერმული საფეხურის მნიშვნელობისა. ექსპერტები თვლიან, რომ დედამიწის ცენტრში ტემპერატურა არ აღემატება 4000 ° C-ს. თუ გეოთერმული ნაბიჯის სიდიდე იგივე დარჩებოდა დედამიწის ცენტრამდე, მაშინ ტემპერატურა 900 კმ სიღრმეზე იქნებოდა 27000 °C, ხოლო დედამიწის ცენტრში დაახლოებით 193000 °C-ს მიაღწევდა.