| 11652078 12288 3054 948 1ппарат бытового назначения, конструктивно объединяющий радиоприёмник, магнитофон и электропроигрыватель грампластинок. Преимущество такого объединения заключается в использовании в аппарате общих узлов: усилителя звуковых частот, выпрямителя переменного тока и громкоговорителей при всех видах работы, что упрощает и удешевляет аппарат. Пром-стью СССР в нач. 70-х гг. 20 в. выпускаются М. "Романтика-103", "Харьков-63" и др.
МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭФФЕКТ, то же, что магнетосопротивление.
МАГНИТОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, магнитное поле, созданное постоянными магнитами (неподвижными магнитными зарядами) и постоянными электрическими токами. В электротехнике для расчёта М. п. применяют формулы, аналогичные формулам электростатики.
МАГНИТОСТРИКЦИОННОЕ БУРЕНИЕ, разновидность ударно-вращат. бурения, в к-ром для разрушения горной породы применяется звуковой магнитострикц. вибратор.
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, магнитно-мягкие материалы, у к-рых достаточно велик эффект магнитострикции. М. м. применяют в качестве преобразователей электромагнитной энергии в др. виды (напр., в механическую), для датчиков давления и т. п. (см. Магнитострикционный преобразователь, Магнитоупругий датчик). К М. м. относятся: никель, сплавы Fe - А1 (алфер), Fe - Ni (пермаллой), Со - Ni, Fe - Со, Go - Fe - V (пермендюр) и др.; ряд ферритов (СоFе2O4, NiFe2O4 и др.), нек-рые редкоземельные металлы, их сплавы и соединения. Никель обладает хорошими магнитострикционными, механич. и антикоррозионными свойствами; пермендюр имеет большие значения магнитострикции насыщения Ls и намагниченности; ферриты обладают высокими удельными электросопротивлением и коррозийной стойкостью, кроме того, ферриты - самые дешёвые М. м. См. также Магнитные материалы.
Основные характеристики важнейших магнитострикционных материалов
Марка материала
Состав, % (по массе)
Uа
Ur
а*10-5, дин/ гс*см2
B-105, гс*см2 /дин
k
Ls*106
Никель
99,9Ni
200
50
16
61
0,30
-35
Co-Ni
18Со, ост. Ni
1000
200
19
127
0,35
-25
Пермендюр
49Со, 2V, ост. Fe
600
80
11
83
0,30
65
Ю14 (алфер)
14А1, ост. Fe
1000
250
8
65
0,24
50
Ni- Со феррит
NiO0,98Co00,02*Fe2O3
70
70
20
58
0,28
-25
Примечание. 1 дин/гс*см2 = 103 н/тл*м2 и 1 гс*см2/дин =10-3 тл*м2/н
В табл. U0 и Ur - начальная и обратимая магнитные проницаемости М. м.;
- магнитострикционная постоянная, характеризующая зависимость механич. напряжения от магнитной индукции В в образце при его неизменной
деформации чувствительность М. м. к напряжению в неизменном магнитном поле Н; k - коэфф. магнитомеханич. связи, существенный для ультразвуковых магнитострикц. излучателей (отношение преобразованной излучателем механич. энергии к подводимой электромагнитной энергии).
Лит.: Туричин А. М., Электрические измерения неэлектрических величин, 4 изд., М.- Л., 1966; Гершгал Д. А., Фридман В. М., Ультразвуковая аппаратура, М. - Л., 1961; Редкоземельные ферромагнетики и антиферромагнетпкн, М., 1965.
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, электромеханич. или электроакустич. преобразователь, в к-ром энергия магнитного поля преобразуется в энергию механич. колебаний и наоборот благодаря обратимому эффекту магнитострикции. Применяется как излучатель или приёмник ультразвука, при измерениях вибраций различных конструкций и сооружений, в фильтрах и стабилизаторах электро- и радиотехнич. устройств. М. п. представляет собой сердечник из магнитострикц. материала (никель, спец. сплавы, ферриты и др.) с обмоткой. Преобразующим элементом является сам сердечник, в к-ром относит, удлинение при намагничивании достигает значений дельта l/l = 10-3 - 10-3, где l - длина, дельта l - приращение длины сердечника при его намагничивании. При частотах 10-100 кгц наиболее рационально применять М. п. из металлич. материалов, обладающих более высокими механич. прочностью и индукцией насыщения. М. п. гидроакустич. и ультразвуковых пром. установок чаще всего имеют стержневую или кольцевую форму, иногда выполняются в виде тонкостенных трубок, колеблющихся по длине; звук излучается или принимается торцевыми поверхностями магнитопровода.
МАГНИТОСТРИКЦИЯ (от магнит и лат. strictio - сжатие, натягивание), изменение формы и размеров тела при намагничивании. Явление М. было открыто Дж. Джоулем в 1842. В ферро- и ферри-магнетиках (Fe, Ni, Co, Gd, Tb и др., ряде сплавов, ферритах) М. достигает значит, величины (относит, удлинение дельта l/l~10-6-10-2). В антиферромагнетиках, парамагнетиках и диамагнетиках М. очень мала.
Обратное по отношению к М. явление- изменение намагниченности ферромагнитного образца при деформации - наз. магнитоупругим эффектом, иногда - Виллари эффектом.
[1514-1.jpg]
В совр. теории магнетизма М. рассматривают как результат проявления осн. типов взаимодействий в ферромагнитных телах: электрич. обменного взаимодействия и магнитного взаимодействия (см. Ферромагнетизм). В соответствии с этим возможны 2 вида различных по природе магнитострикционных деформаций кристаллпч. решётки: за счёт изменения магнитных сил (диполь-дипольных и спин-орбитальных) и за счёт изменения обменных сил.
При намагничивании ферро- и ферримагнетиков магнитные силы действуют в интервале полей от 0 до поля напряжённостью Hs, в к-ром образец достигает технич. магнитного насыщения Is. Намагничивание в этом интервале полей обусловлено процессами смещения границ между доменами и вращения магнитных моментов доменов. Оба эти процесса изменяют энергетич. состояние кристаллич. решётки, что проявляется в изменении равновесных расстояний между её узлами. В результате атомы смещаются, происходит магнитострикционная деформация решётки. М. этого вида носит анизотропный характер (зависит от направления и величины намагниченности J) и проявляется в основном в изменении формы кристалла почти без изменения его объёма (линейная М.). Для расчёта линейной М. существуют полуэмпирич. формулы. Так, М. ферромагнитных кристаллов кубич. симметрии, намагниченных до насыщения, рассчитывается по формуле:
[1514-2.jpg]
где si, sj и Bi, Bj - направляющие косинусы соответственно вектора Js и направления измерения относительно рёбер куба, a1 и a2 - константы анизотропии М., численно равные
[1514-3.jpg]
[1514-4.jpg]
макс, линейные М. соответственно в направлении ребра и диагонали ячейки кристалла. Величину Лs = (дельта l/l)s наз. М. насыщения или магнитострикционной постоянной.
М., обусловленная обменными силами, в ферромагнетиках наблюдается в области намагничивания выше технич. насыщения, где магнитные моменты доменов полностью ориентированы в направлении поля и происходит только рост абс. величины JS, (парапроцесс, или истинное намагничивание). М. за счёт обменных сил в кубич. кристаллах изотропна, т. е. проявляется в изменении объёма тела. В гексагональных кристаллах (напр., гадолинии) эта М. анизотропна. М. за счёт парапроцесса в большинстве ферромагнетиков при комнатных темп-рах мала, она мала и вблизи точки Кюри, где парапроцесс почти полностью определяет ферромагнитные свойства вещества. Однако в нек-рых сплавах с малым коэфф. теплового расширения (инварных магнитных сплавах) М. велика [в магнитных полях ~8*104а/м (103 э) отношение дельта V/V ~ 10-5]. Значительная по величине М. парапроцесса возникает также в ферритах при разрушении или создании магнитным полем неколлинеарных магнитных структур.
М. относится к т. н. чётным магнитным эффектам, т. к. она не зависит от знака магнитного поля. Экспериментально больше всего изучалась М. в поликристаллич. ферромагнетиках. Обычно измеряется относит, удлинение образца в направлении поля (продольная М.) или перпендикулярно направлению поля (поперечная М.). Для металлов и большинства сплавов продольная и поперечная М. в области полей технич. намагничивания имеют разные знаки, причём величина поперечной М. меньше, чем продольной, а в области парапроцесса эти величины одинаковы (рис. 1). Для большинства ферритов как продольная, так и поперечная М. отрицательны; причина этого ещё не ясна. Величина, знак и графич. ход зависимости М. от напряжённости поля и намагниченности зависят от структурных особенностей образца (кристаллографич. текстуры, примесей посторонних элементов, термич. и холодной обработки). У Fe (рис. 2) продольная М. в слабом магнитном поле положительна (удлинение тела), а в более сильном поле - отрицательна (укорочение тела). Для Ni при всех значениях поля продольная М. отрицательна. Сложный характер М. в поликристаллич. образцах ферромагнетиков определяется особенностями анизотропии М. в кристаллах соответствующего металла, Большинство сплавов Fe - Ni, Fe - Со, Fe - Pt и др. имеют положит, знак продольной М.: дельта l/l ~(1-10)*10-5. Наибольшей продольной М обладают сплавы Fe - Pt, Fe - Pd, Fe - Co, Mn - Sb, Mn - Cu - Bi, Fe - Rh. Среди ферритов наибольшая М. у CoFe2O4, TbsFesO^, Dy3Fe5O12: дельта l/l~(2-25)*10-4. Рекордно высока М. у некоторых редкоземельных металлов, их сплавов и соединений, напр, у Тb и Dy, у TbFe2 и DyFe2: дельта l/l ~ 10-3-10-2 (в зависимости от величины приложенного поля). М. примерно такого же порядка обнаружена у ряда соединений урана (U3AS4, U3P4 и др.).
Рис. 1. Продольная (кривая I) и поперечная (кривая II) магнитострикция сплава Ni (36%)-Fe (64%). В слабых полях они имеют разные знаки, в сильных - при парапротдессе - одинаковый знак (здесь магнитострикция носит объёмный характер).
Рис. 2. Зависимость продольной магни-тострикщт ряда поликристаллических металлов, сплавов и соединений от напряжённости магнитного поля.
М. в области технич. намагничивания обнаруживает явление гистерезиса (рис. 3). На М. в сильной степени влияют также темп-pa, упругие напряжения и даже характер размагничивания, к-рому подвергался образец перед измерением.
Всестороннее изучение М. прежде всего способствует выяснению физич. природы сил, к-рые определяют ферри-, антиферро- и ферромагнитное поведение вещества. Исследование М., особенно в области технич. намагничивания, играет также большую роль при изысканиях новых магнитных материалов; напр., отмечено, что высокая магнитная проницаемость сплавов типа пермаллоя связана с тем, что в них мала М. (наряду с малым значением константы магнитной анизотропии).
С магнитострикц. эффектами связаны аномалии теплового расширения ферро-, ферри- и антиферромагнитных тел. Эти аномалии объясняются тем, что магнитострикц. деформации, вызываемые обменными (а в общем случае и магнитными) силами в решётке, проявляются не только при помещении указанных тел в магнитное поле, но также при нагревании их в отсутствии поля (термострикция). Изменение объёма тел вследствие термострикции особенно значительно при магнитных фазовых переходах (в точках Кюри и Нееля, при темп-ре перехода коллинеарной магнитной структуры в неколлинеарную и др.). Наложение этих изменений объёма на обычное тепловое расширение (обусловленное тепловыми колебаниями атомов в решётке) иногда приводит к аномально малому значению коэфф. теплового расширения у нек-рых материалов. Экспериментально доказано, напр., что малое тепловое расширение сплавов типа инвар объясняется влиянием возникающих при нагреве отрицат. магнитострикц. деформаций, к-рые почти полностью компенсируют "нормальное" тепловое расширение таких сплавов.
Рис. 3. Магни-тострикционный гистерезис железа, обусловленный его магнитным гистерезисом.
С М. связаны различные аномалии упругости в ферро-, ферри- и антиферромагнетиках. Резкие аномалии модулей упругости и внутр. трения, наблюдаемые в указанных веществах в районе точек Кюри и Нееля и др. фазовых магнитных переходов, обязаны влиянию М., возникающей при нагреве. Кроме того, при воздействии на ферро- и ферримагнитные тела упругих напряжений в них даже при отсутствии внешнего магнитного поля происходит перераспределение магнитных моментов доменов (в общем случае изменяется и абс. величина самопроизвольной намагниченности домена). Эти процессы сопровождаются дополнит, деформацией тела магнитострикц. природы - механострикцией, к-рая приводит к отклонениям от закона Гука. В не-посредств. связи с механострикцией находится явление изменения под влиянием магнитного поля модуля упругости Е ферромагнитных металлов (E-эффект).
Для измерения М. наибольшее распространение получили установки, работающие по принципу механооптич. рычага, позволяющие наблюдать относит, изменения длины образца до 10~6. Ещё большую чувствительность дают радиотехнич. и интерференц. методы. Получил распространение также метод проволочных датчиков, в к-ром на образец наклеивают проволочку, включённую в одно из плечей моста измерительного. Изменение длины проволочки и её электрич. сопротивления при магнитострикц. изменении размеров образца с высокой точностью фиксируется электроизмерит. прибором.
М. нашла широкое применение в технике. На явлении М. основано действие магнитострикц. преобразователей (датчиков) и реле, излучателей и приёмников ультразвука, фильтров и стабилизаторов частоты в радиотехнич. устройствах, магнитострикц. линий задержки и т. д.
Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Белов К. П., Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках, 2 изд., М.- Л., 1957; Бозорт Р., ферромагнетизм, пер. с англ., М., 1956; Редкоземельные ферромагнетики и ан-тиферромагнетикн, М., 1965; Ультразвуковые преобразователи, пер. с англ., под ред. И. П. Голяминой, М., 1972. К. П. Белов.
1511.htm
ЛЯПУНОВА ТЕОРЕМА в теории вероятностей, теорема, устанавливающая нек-рые весьма общие достаточные условия для сходимости распределения сумм независимых случайных величин к нормальному закону. Сформулирована и доказана А. М. Ляпуновым в 1901. Л. т. завершает исследования П. Л. Чебышева, А. А. Маркова (старшего) и самого А. М. Ляпунова в этом основном для всей теории вероятностей направлении. Точная формулировка Л. т. такова: пусть независимые случайные величины X1,..., Хn, . . . имеют конечные математические ожидания ЕХk, дисперсии DXk и при б > 0 абсолютные моменты Е|Хk - ЕХk|2+б и пусь Вn =
[1510-1.jpg]
равномерно относительно всех значений х1 и х2 Ляпунов дал также оценку скорости сходимости в Л. т. В дальнейшем были установлены условия, расширяющие условие Ляпунова и являющиеся не только достаточными, но в нек-ром смысле необходимыми. См. Предельные теоремы теории вероятностей.
Лит.: Ляпунов А. М., Новая форма теоремы о пределе вероятности, Собр. соч., т. 1, М., 1954, с. 157; Бернштейн С. Н., Теория вероятностей, 4 изд., М.- Л., 1946, с. 275. А. В. Прохоров.
|
