โมเมนต์แม่เหล็กคืออะไร?

แม่เหล็กของสสารมาจากโมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนในอะตอม

สสารประกอบด้วยอะตอมซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอน ในอะตอม อิเล็กตรอนมีโมเมนต์แม่เหล็กในวงโคจรเนื่องจากพวกมันเคลื่อนที่ไปรอบนิวเคลียส อิเล็กตรอนมีโมเมนต์แม่เหล็กหมุนเนื่องจากการหมุน โมเมนต์แม่เหล็กของอะตอมส่วนใหญ่มาจากโมเมนต์แม่เหล็กอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแม่เหล็กของวัสดุทั้งหมด

โมเมนต์แม่เหล็กเป็นเวกเตอร์ทิศทาง โหมดการหมุนของอิเล็กตรอนในอะตอมแบ่งออกเป็นสองประเภท: ขึ้นและลง ในวัสดุส่วนใหญ่ มีอิเล็กตรอนที่มีการหมุนขึ้นด้านบนพอๆ กับที่มีการหมุนลง โมเมนต์แม่เหล็กที่พวกมันสร้างขึ้นจะหักล้างกัน และอะตอมทั้งหมดไม่มีแม่เหล็กภายนอก มีอะตอมเพียงไม่กี่อะตอมเท่านั้นที่มีจำนวนอิเล็กตรอนต่างกันไปในทิศทางการหมุนที่แตกต่างกัน ด้วยวิธีนี้ หลังจากที่โมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนที่มีการหมุนตรงข้ามกันหักล้างกัน โมเมนต์แม่เหล็กหมุนของอิเล็กตรอนที่เหลือจะไม่ถูกยกเลิก และอะตอมทั้งหมดจะมีโมเมนต์แม่เหล็กทั้งหมด โมเมนต์แม่เหล็กของอะตอมเดี่ยวขึ้นอยู่กับโครงสร้างอะตอม และอะตอมขององค์ประกอบทั้งหมดในตารางธาตุก็มีโมเมนต์แม่เหล็กเป็นของตัวเอง

เนื่องจากโมเมนต์แม่เหล็กที่แตกต่างกันของอะตอมที่แตกต่างกัน ปฏิกิริยาระหว่างโมเมนต์แม่เหล็กอะตอมระหว่างสสารขนาดมหึมาทำให้เกิดการจัดเรียงโมเมนต์แม่เหล็กอะตอมที่แตกต่างกันที่อุณหภูมิห้อง ตามความแตกต่างของความเข้มของการดึงดูดแม่เหล็กและความไวต่อแม่เหล็กของสารที่มองเห็นด้วยตาเปล่าในสนามแม่เหล็กภายนอก พวกมันจะถูกแบ่งออกเป็นสารพาราแมกเนติก, สารไดแมกเนติก, สารเฟอร์โรแมกเนติก, สารเฟอร์ริแมกเนติก และสารต้านเฟอร์โรแมกเนติก

โมเมนต์แม่เหล็กและฟลักซ์แม่เหล็ก: สามารถแปลงได้ด้วยค่าคงที่ของคอยล์
โมเมนต์แม่เหล็กและสนามแม่เหล็กเป็นทั้งพารามิเตอร์ที่สำคัญที่อธิบายความแรงแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กถาวร มีความสัมพันธ์กันบางอย่าง แต่เป็นปริมาณทางกายภาพที่มีความหมายต่างกัน

วิธีทดสอบโมเมนต์แม่เหล็กที่ใช้กันทั่วไปนั้นดำเนินการตามมาตรฐาน International Electrotechnical Commission IEC60404-14 (วิธีการดึงหรือการหมุนเพื่อทดสอบโมเมนต์ไดโพลแม่เหล็กของวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก) การวัดโมเมนต์แม่เหล็กคำนวณโดยการวัดฟลักซ์แม่เหล็กของวงจรเปิด ด้วยการวัดตัวอย่างวงจรเปิดในคอยล์ Helmholtz หนึ่งมิติที่มีค่าคงที่คอยล์ที่ปรับเทียบอย่างเข้มงวดที่ k จึงสามารถหาค่าฟลักซ์แม่เหล็ก Ø ได้ และโมเมนต์แม่เหล็ก M ของวัสดุสามารถคำนวณได้จากค่าฟลักซ์แม่เหล็ก คำนวณดังนี้:
M = k * ФM
แสดงถึงโมเมนต์แม่เหล็กของแม่เหล็ก มีหน่วยเป็น Wb·cm-1k แทนค่าคงที่ของขดลวด หน่วย: cm-1 (การเปลี่ยนแปลงหน่วยของค่าคงที่ของขดลวดจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของหน่วยโมเมนต์แม่เหล็ก )
Ф แทนค่าฟลักซ์แม่เหล็ก หน่วย: Wb
สำหรับแม่เหล็กชนิดเดียวกัน ค่าฟลักซ์แม่เหล็กที่วัดได้ภายใต้ค่าคงที่ของขดลวดที่แตกต่างกันจะแตกต่างกัน แต่โมเมนต์แม่เหล็กที่คำนวณได้จะเหมือนกัน ดังนั้นการสื่อสารโมเมนต์แม่เหล็กระหว่างผู้ซื้อและผู้ขายจึงมีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น