Il magnetismo della materia deriva dal momento magnetico degli elettroni negli atomi
La materia è costituita da atomi, che a loro volta sono costituiti da nuclei ed elettroni. Negli atomi, gli elettroni hanno momenti magnetici orbitali perché si muovono attorno al nucleo; gli elettroni hanno momenti magnetici di spin dovuti allo spin. Il momento magnetico degli atomi deriva principalmente dal momento magnetico dell'elettrone, che è la fonte del magnetismo di tutti i materiali.
Il momento magnetico è un vettore direzionale. Le modalità di spin degli elettroni negli atomi sono divise in due tipi: su e giù. Nella maggior parte dei materiali, ci sono tanti elettroni con spin verso l'alto quanti ce ne sono con spin verso il basso. I momenti magnetici che generano si annullano a vicenda e l'intero atomo non ha magnetismo esterno. Solo pochi atomi della materia hanno un numero diverso di elettroni in diverse direzioni di spin. In questo modo, dopo che i momenti magnetici degli elettroni con spin opposti si annullano a vicenda, i momenti magnetici di spin degli elettroni rimanenti non vengono annullati e l'intero atomo ha un momento magnetico totale. Il momento magnetico di un singolo atomo dipende dalla struttura atomica e gli atomi di tutti gli elementi della tavola periodica hanno i propri momenti magnetici.
A causa dei diversi momenti magnetici dei diversi atomi, l'interazione dei momenti magnetici atomici tra sostanze macroscopiche porta a diverse disposizioni dei momenti magnetici atomici a temperatura ambiente. In base alle differenze nell'intensità della magnetizzazione e nella suscettibilità magnetica delle sostanze macroscopiche in un campo magnetico esterno, queste si dividono in sostanze paramagnetiche, sostanze diamagnetiche, sostanze ferromagnetiche, sostanze ferrimagnetiche e sostanze antiferromagnetiche.
Momento magnetico e flusso magnetico: possono essere convertiti dalla costante della bobina
Il momento magnetico e il campo magnetico sono entrambi parametri importanti che descrivono la forza magnetica dei materiali a magnete permanente. Esiste una certa correlazione tra loro, ma sono quantità fisiche con significati diversi.
Il metodo di prova comunemente utilizzato per il momento magnetico viene eseguito secondo lo standard della Commissione Elettrotecnica Internazionale IEC60404-14 (metodo di trazione o rotazione per testare il momento di dipolo magnetico dei materiali ferromagnetici). La misura del momento magnetico viene calcolata misurando il flusso magnetico a circuito aperto. Misurando il campione a circuito aperto in una bobina di Helmholtz unidimensionale con una costante della bobina rigorosamente calibrata di k, è possibile ottenere il valore del flusso magnetico Ø e il momento magnetico M del materiale può essere calcolato dal valore del flusso magnetico. Calcolato come segue:
M = k * ФM
Rappresenta il momento magnetico del magnete, l'unità è Wb·cm-1k rappresenta la costante della bobina, unità: cm-1 (la variazione unitaria della costante della bobina causerà la variazione dell'unità del momento magnetico )
Ф rappresenta il valore del flusso magnetico, unità: Wb
Per lo stesso magnete, i valori del flusso magnetico misurati con costanti della bobina diverse sono diversi, ma il momento magnetico calcolato è lo stesso. Pertanto, la comunicazione del momento magnetico tra acquirenti e venditori sarà più accurata ed efficiente.