Когда в катушку с током вставляют стержень из закалённой стали, он не теряет свою магнитность после того

Когда в катушку с током вставляют стержень из закалённой стали, он сохраняет свою магнитность после того, как ток отключен, и этот эффект наблюдается в течение длительного времени. Такие тела, которые сохраняют свою магнитность в течение длительного времени, называются магнитами или постоянными магнитами. Чтобы понять, почему стержень из закалённой стали обладает постоянной магнитностью, давайте объясним его свойства с помощью представления о токе.

Французский ученый Ампер предположил, что намагниченность железа и стали объясняется наличием электрических токов, циркулирующих внутри этих материалов. В то время еще не было известно ничего о строении атома, но хотя и не было micro-explanation о том, как именно происходит намагничивание, представление о токе внутри материала давало некоторое объяснение наблюдаемым эффектам.

Согласно представлению Ампера, железо и сталь содержат множество маленьких областей - доменов, внутри которых магнитные моменты атомов выстроены в одну и ту же ориентацию. В отсутствие внешнего магнитного поля, эти домены ориентированы случайным образом, и эффект намагниченности незаметен. Однако, когда внешнее магнитное поле создается, ток в катушке индуцирует на каждом атоме магнитные моменты, которые стараются выстроиться вдоль поля.

Под действием этого внешнего магнитного поля, магнитные моменты внутри доменов выстраиваются параллельно полю, что приводит к усилению общей намагниченности стержня. Когда катушка с током отключается, но стержень остается внутри магнитного поля, магнитные моменты сохраняются в выстроенном положении благодаря взаимодействию между атомами материала. Это позволяет стержню сохранять свою магнитность в течение длительного времени.

Отключение внешнего магнитного поля создает энергетический барьер, который помогает сохранять выстроенное напряженное состояние магнитных моментов в доменах. Однако, со временем этот барьер может слабеть из-за теплового движения атомов, что может приводить к потере некоторой магнитности со временем. Поэтому постоянные магниты подвержены демагнитизации со временем, но они все же сохраняют свою магнитность в значительной степени.

Таким образом, стержень из закалённой стали сохраняет свою магнитность после отключения тока в катушке благодаря намагничиванию доменов, в которых магнитные моменты атомов выстраиваются параллельно внешнему магнитному полю. Этот эффект достигается благодаря наличию электрических токов, циркулирующих внутри материала.