Магнитостри́кция (от лат. strictio — сжатие, натягивание) — явление, заключающееся в том, что при изменении состояния намагниченности тела его объём и линейные размеры изменяются.

Общие сведения

Эффект открыт Джоулем в 1842 году и вызван изменением взаимосвязей между атомами в кристаллической решётке , и поэтому свойствен всем веществам. Изменение формы тела может проявляться, например, в растяжении, сжатии, изменении объёма, что зависит как от действующего магнитного поля , так и от кристаллической структуры тела. Наибольшие изменения размеров обычно происходят у сильномагнитных материалов. Их относительное удлинение ${\displaystyle \Delta L/L}$ обычно варьируется в пределах ${\displaystyle 10^{-5}\cdots 10^{-2}}$ .

Магнитострикционный эффект обратим, — при изменении линейных размеров тела под действием внешних сил его магнитные свойства, соответственно, изменяются. Это явление называется магнитоупругим эффектом (эффектом Виллари) .

Эффект «жужжания»

При работе многих электроприборов можно услышать исходящий от них шум (гул, «пение» и т. д.). Шум устройств, питающихся от бытовой электросети , может быть похож на жужжание или гудение ( ^(инф.) ). Одна из возможных причин этого — магнитострикция сердечников в индуктивных конструкциях, таких как трансформаторы или дроссели . При протекании переменного тока через их катушки создаётся переменное магнитное поле такой же частоты , которое заставляет ферромагнитные сердечники сжиматься и растягиваться (с частотой 100 Гц для 50 Гц тока или кратных частотах), которые, в свою очередь, передают эти колебания в воздух и другим элементам конструкции. Громкий шум может ухудшить комфортность окружающего пространства. Действие вибрации на внутренние элементы конструкции может стать причиной прогрессирующего растрескивания, способного вывести прибор из строя. ^{[ источник не указан 928 дней ]}

Этот пример хорошо иллюстрирует явление, но по сути им не является: гудят, отталкиваясь, пластины, из которых набран сердечник, — стоит залить его клеем или (как это делали раньше) вбить деревянную щепку — и гудение прекратится. Сплошные сердечники «гудят» так слабо, что нужен специальный прибор, чтобы зафиксировать шум от них. ^{[ источник не указан 928 дней ]}

Использование эффекта

Применяемые материалы

В настоящее время ^{[ когда? ]} используют такие магнитострикционные материалы, как алфер , никель , пермендюр .

Измерение уровня

Для измерения уровня жидкости в резервуаре устанавливают вертикальный волновод из магнитострикционного материала. Это делают таким образом, чтобы оголовок волновода размещался на внешней верхней поверхности резервуара, а нижний конец упирался в дно. На волновод насаживают кольцевой поплавок, содержащий постоянные магниты и свободно плавающий на поверхности жидкости. Из оголовка в волновод подаётся ультразвуковой импульс. Из-за магнитострикционного эффекта — в данном случае обратного эффекту Виллари — поплавок механически деформирует волновод. Отразившись от этой деформации, ультразвуковой импульс возвращается в оголовок, где происходит замер времени его прихода. По этому времени судят о высоте расположения поплавка на волноводе, а значит, и об уровне жидкости в резервуаре .

При использовании поплавков с различной удельной массой возможно измерение не только уровня жидкости (уровня границы раздела жидкой и газообразной фазы), но и уровня раздела сред с различной плотностью (например — бензина и подтоварной воды). ^{[ источник не указан 928 дней ]}

На практике данный метод используется для измерения уровня в резервуарах высотой до 18 м и обеспечивает достаточно малую абсолютную погрешность измерений — около 1 мм. ^{[ источник не указан 928 дней ]}

Генерация ультразвука

Магнитострикция используется для генерации ультра- и гиперзвука . Для гиперзвука с частотой порядка 1 ГГц магнитострикция остается практически единственным реальным методом его получения. ^{[ источник не указан 4666 дней ]}

Метки в противокражных системах

В акустомагнитных противокражных системах (АМ ПКС) используются метки, принцип работы которых основан на использовании аморфных сплавов с большим магнитострикционным эффектом. ^{[ источник не указан 928 дней ]}

Компьютерная память

В первых компьютерах использовалась проволока , которая скручивалась или раскручивалась под действием магнитного поля, реализуя таким образом память на линиях задержки . ^{[ источник не указан 928 дней ]}

Справочные данные

• 
  Магнитострикция некоторых материалов

Примечания

Ссылки

• Физическая энциклопедия , т.3. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994, ISBN 5-85270-019-3 , с. 10—12.

См. также

	В Викисловаре есть статья « »

• Электрострикция
• Эффект Виллари