Sự phụ thuộc của độ từ hoá vào hình dạng của vậ t

Một phần của tài liệu địa từ và thăm dò từ chuong 5 potx (Trang 28 - 30)

Độ từ hoá của một vật thể không những phụ thuộc vào bản chất của vật (đặc trưng qua hệ số từ hoá χm) vào điều kiện từ hoá (trường từ hoá và các tác nhân phụ khác) mà còn phụ thuộc vào hình dạng của vật thểđó nữa. Đối với những chất từ yếu, ảnh hưởng của hình dạng là không đáng kể. Trong trường hợp đó có thể chấp nhận biểu thức J = χm H. Nhưng đối với những vật từ mạnh, ảnh hưởng của hình dạng của vật thể không thể bỏ qua được.

Ta hãy khảo sát một vật thể dạng thanh. Đặt thanh này vào trong từ trường và giả sử trường này đồng nhất sao cho các đường sức của trường song song với trục của vật. Với điều kiện đó khi bị từ hoá, ở hai đầu thanh sẽ xuất hiện những cực từ trái dấu.

He Hd + − Hình 5.15 Sự từ hoá của vật thể từ dạng thanh

Khi đó, thanh tựa như một nam châm thẳng (Hình 5.15). Các cực từ sẽ tạo ra ở bên trong vật một từ trường, có hướng ngược lại với trường từ hoá ngoài và làm giảm độ từ hoá của vật. Trường đó có tác dụng khử từ nên được gọi là trường khử từ, được ký hiệu là Hd. Hiện tượng vừa nêu là chung cho mọi vật thể có dạng khác nhau. Tuy nhiên đối với các vật khác nhau thì ảnh hưởng của trường khử từ cũng khác nhau. Do hiệu ứng khử từ nên trường từ hiệu dụng Hef tại một điểm P nào đấy bên trong vật thể sẽ là:

d e

ef H H

HG = G + G

trong đó HGelà trường từ ngoài đặt lên vật. Trường HGefmới thực sự là trường từ hoá vật thể đó.

Như vậy độ từ hoá GJcó tính đến ảnh hưởng hình dạng của vật, sẽđược biểu thị bằng công thức tổng quát:

Gj= χHGef = χ(HGe+H )Gd . (5.34) Thực nghiệm chứng tỏ rằng, trường khử từ luôn có hướng ngược với hướng của độ từ hoá J, đồng thời vềđộ lớn tỷ lệ với J:

HGd =−NJG. (5.35) Hệ số tỷ lệ N là một đại lượng tenxơ, có tên gọi là thừa số khử từ.

Nếu nhưở mỗi một điểm bất kỳ bên trong vật thể, trường khử từ Hd luôn luôn không đổi về hướng và độ lớn thì vectơ từ hoá JGcũng không đổi vềđộ lớn và hướng. Trong trường hợp đó vật thểđược gọi là vật thể bị từ hoá đồng nhất. Như vậy muốn cho vật thể bị từ hoá đồng nhất thì ngoài việc trường HGdđồng nhất, trường từ hoá ngoài HG0cũng phải đồng nhất. Tuy nhiên trong trường hợp tổng quát thì tuy HG0đồng nhất nhưng nói chung Hd tại những điểm khác nhau thường khác nhau cho nên GJ tại các điểm khác nhau có hướng và độ lớn khác nhau, trong trường hợp đó vật thể bị từ hoá không đồng nhất.

Trong thực tế chỉ có một số ít dạng vật là có thể từ hoá đồng nhất, đó là trường hợp vật thể dạng cầu và dạng ellipsoid. Ngoài ra, những vật thể có dạng khác đều không thể bị từ hoá đồng nhất. Trong số những vật thể không thể bị từ hoá đồng nhất phải kểđến các vật thể dạng trụ với tỷ số giữa đường kính đáy và chiều dài đường sinh chưa đủ lớn. Chỉ khi nào tỷ số này đủ lớn thì mới có thể xem hình trụ này bị từ hoá đồng nhất.

Từ (5.34) và (5.35) ta có thể rút ra: e e H H N 1 J G G G χ′ = χ + χ = (5.36) Đại lượng N 1 ' χ + χ =

χ được gọi là hệ số từ hoá biểu kiến, đại lượng này khác với hệ số từ hoá χm là hệ số từ hoá thực hay hệ số từ hoá của vật liệu.

Một phần của tài liệu địa từ và thăm dò từ chuong 5 potx (Trang 28 - 30)