Магнитодиэлектрики
Представляют собой конгломерат из измельченного ферромагнетика, частицы которого разделены между собой в электрическом отношении изолирующими пленками из немагнитного материала, являющегося одновременно механической связкой.
Обладают более высокими удельным электрическим сопротивлением, более высокочастотны и более высокую стабильность свойств, проще технология.
Материалы: карбоксильное железо. Широко используется в волноводах для изменения структуры поля и скорости распространения волн – помещают внутрь волновода магнитодиэлектрик.
Эффект Холла (1879)
Возникновение в металле с током с определенной плотностью помещенном в магнитное поле, электрического поля в направлении, перпендикулярном магнитной проницаемости (В).
Рисунок 4.6 – Пояснение эффекта
Если поместить металлическую пластинку с током в магнитное поле В, перпендикулярно току, то электроны будут испытывать силу Лоренца, которая направлена вверх, поэтому у верхнего края пластины возникает повышенная концентрация электронов (верхняя часть заряжается отрицательно, а у нижнего – недостаток (заряжается положительно), возникает поперечное электрическое поле, направленно снизу вверх. Когда значение Епопер достигнет и будет уравновешивать силу Лоренца, то установится стационарное распределение зарядов в поперечном направлении, тогда
∆φ = VBa = R (IB/d) = IB/en d
где а – ширина пластины;
∆φ - разность потенциалов;
d – толщина пластины;
R – постоянная Холла, зависящая от частицы = 1/en
Применение:
-определить концентрацию носителей тока в проводнике;
-судить о природе проводимости полупроводников;
-для изучения электрического спектра носителей тока в металлах и полупроводниках;
-для умножения постоянных токов в аналоговых вычислительных машинах измерительной техники.
Свойства магнитных материалов в СВЧ полях. Они используются для работы в диапазоне частот от сотен до десятков тысяч МГц для передачи электромагнитной энергии такой частоты применяют волноводы – это полые металлические конструкции. Структуру поля и скорость распространения волн можно изменять, помещая внутрь волновода феррит. Ферриты используются в различных устройствах одновременом воздействии на них переменного магнитного поля Н СВЧ диапазона и постоянного магнитного поля Но. В этих условиях магнитная проницаемость µ является тензорной величиной. А это означает, что при совпадении частот возникает гиромагнитный резонанс, который используется при изготовлении различных СВЧ устройств.
Например, если используют ферритовый элемент, помещенный внутрь волновода, называют вкладышем. От его размера и конфигурации определяется назначение устройств СВЧ (вентиль, фазовращатель, циркулятор) и условия его работы (диапазон частот и температур, уровень мощности). Вкладыш помогает осуществить согласование сопротивлений волновода с нагрузкой.
Для каждого диапазона волн определяют определенную группу ферритов. Для длинноволновой части СВЧ-диапазона применяют магниевые и никелевые феррохромиты. В низкочастотной части диапазона СВЧ-иттриевые ферраты – гранаты.
Контрольные вопросы к теме 4:
1 Указать как разделяются вещества по силе взаимодействия с магнитным полем.
2 Пояснить понятие коэрцитивной силы и что зависит от значения этой силы?
3 Сущность эффекта Холла и его применение.