De magnetisk permeabilitet er den fysiske mengden av stoffets eiendom for å generere sitt eget magnetfelt når det er gjennomsyret av et annet eksternt magnetfelt.
Begge feltene: det ytre og det eget, er lagt over hverandre og gir et resulterende felt. Det ytre feltet, uavhengig av materialet, kalles magnetfeltstyrke H, mens overposisjonen til det ytre feltet pluss den som er indusert i materialet er magnetisk induksjon B.
Når det gjelder homogene og isotrope materialer, er feltene H Y B de er proporsjonale. Og proporsjonalitetskonstanten (skalar og positiv) er den magnetiske permeabiliteten, betegnet med den greske bokstaven μ:
B = μ H
I SI International System har magnetisk induksjon B måles i Tesla (T), mens magnetfeltstyrke H måles i Ampere over meter (A / m).
Gitt μ må garantere dimensjonshomogenitet i ligningen, enheten av μ i SI-systemet er det:
[μ] = (Tesla ⋅ meter) / Ampere = (T ⋅ m) / A
Artikkelindeks
La oss se hvordan magnetiske felt produseres, hvis absolutte verdier vi betegner med B Y H, på en spole eller solenoid. Derfra vil begrepet magnetisk permeabilitet av vakuumet bli introdusert..
Solenoiden består av en spiralviklet leder. Hver sving av spiralen kalles sving. Hvis strømmen passeres Jeg av solenoiden, så har du en elektromagnet som produserer et magnetfelt B.
Også verdien av magnetisk induksjon B er større, i den grad den nåværende Jeg er økning. Og også når tettheten av svinger øker n (Nummer N av svinger mellom lengden d solenoid).
Den andre faktoren som påvirker verdien av magnetfeltet som produseres av en solenoid, er magnetisk permeabilitet μ av materialet som er inne. Til slutt er størrelsen på nevnte felt:
B = μ. i .n = μ. i en)
Som nevnt i forrige avsnitt, er magnetfeltintensitet H Det er:
H = i. (N / d)
Det størrelsesfeltet H, som bare avhenger av sirkulasjonsstrømmen og tettheten av svingene til solenoiden, "gjennomsyrer" materialet med magnetisk permeabilitet μ, forårsaker at den blir magnetisert.
Deretter et totalt størrelsesfelt B, det avhenger av materialet som er inne i solenoiden.
Tilsvarende, hvis materialet inne i solenoiden er et vakuum, så "gjennomsyrer" feltet H vakuumet og produserer et resulterende felt B. Kvotienten mellom feltet B i tomrommet og H produsert av solenoiden definerer permeabiliteten til vakuumet, hvis verdi er:
μeller = 4π x 10-7 (T⋅m) / A
Det viser seg at den forrige verdien var en nøyaktig definisjon frem til 20. mai 2019. Per den datoen ble det foretatt en revisjon av det internasjonale systemet, som fører til μeller måles eksperimentelt.
Imidlertid indikerer målinger hittil at denne verdien er ekstremt nøyaktig..
Materialer har en karakteristisk magnetisk permeabilitet. Nå er det mulig å finne magnetisk permeabilitet med andre enheter. La oss for eksempel ta induktansenheten, som er henry (H):
1H = 1 (T ⋅ mto)/TIL.
Når man sammenligner denne enheten med den som ble gitt i begynnelsen, ser man at det er en likhet, selv om forskjellen er kvadratmeteren som Henry eier. Av denne grunn anses magnetisk permeabilitet som en induktans per lengdeenhet:
[μ] = H / m.
De magnetisk permeabilitet μ er nært beslektet med en annen fysisk egenskap av materialer, kalt magnetisk følsomhet χ, som er definert som:
μ = μeller (1 + χ)
I ovenstående uttrykk μeller, er den magnetisk permeabilitet av vakuum.
De magnetisk mottakelighet χ er proporsjonaliteten mellom det eksterne feltet H og magnetisering av materialet M.
Det er veldig vanlig å uttrykke magnetisk permeabilitet i forhold til permeabiliteten til vakuumet. Det er kjent som relativ permeabilitet, og det er ikke noe annet enn kvotienten mellom materialets permeabilitet og vakuumet..
I henhold til denne definisjonen er relativ permeabilitet enhetløs. Men det er et nyttig konsept å klassifisere materialer.
For eksempel er materialene ferromagnetisk, så lenge dens relative permeabilitet er mye større enn enhet.
På samme måte, stoffer paramagnetisk har relativ permeabilitet like over 1.
Og til slutt har diamagnetiske materialer relative permeabiliteter like under enhet. Årsaken er at de magnetiseres på en slik måte at de produserer et felt som motarbeider det ytre magnetfeltet..
Det er verdt å nevne at ferromagnetiske materialer utgjør et fenomen kjent som "hysterese", der de holder minne om de tidligere anvendte feltene. I kraft av denne egenskapen kan de danne en permanent magnet.
På grunn av magnetisk minne av ferromagnetiske materialer var minnene fra tidlige digitale datamaskiner små ferrittoroider som ble ledet av. Der lagret, hentet eller slettet de innholdet (1 eller 0) i minnet.
Her er noen materialer, med deres magnetiske permeabilitet i H / m og deres relative permeabilitet i parentes:
Jern: 6,3 x 10-3 (5000)
Koboltjern: 2,3 x 10-to (18000)
Nikkeljern: 1,25 x 10-1 (100000)
Mangan-sink: 2,5 x 10-to (20000)
Karbonstål: 1,26 x 10-4 (100)
Neodymmagnet: 1,32 x 10-5 (1.05)
Platina: 1,26 x 10-6 1.0003
Aluminium: 1,26 x 10-6 1.00002
Luft 1.256 x 10-6 (1.0000004)
Teflon 1.256 x 10-6 (1.00001)
Tørt tre 1.256 x 10-6 (1.0000003)
Kobber 1,27 x 10-6 (0,999)
Rent vann 1,26 x 10-6 (0,999992)
Superleder: 0 (0)
Når man ser på verdiene i denne tabellen, kan det sees at det er en første gruppe med magnetisk permeabilitet i forhold til vakuum med høye verdier. Dette er de ferromagnetiske materialene, veldig egnet for produksjon av elektromagneter for produksjon av store magnetfelt.
Så har vi en andre gruppe materialer, med relativ magnetisk permeabilitet like over 1. Dette er de paramagnetiske materialene..
Da kan du se materialer med relativ magnetisk permeabilitet rett under enhet. Dette er diamagnetiske materialer som rent vann og kobber.
Endelig har vi en superleder. Superledere har null magnetisk permeabilitet fordi det utelukker magnetfeltet inni dem. Superledere er ubrukelige for å brukes i kjernen til en elektromagnet.
Imidlertid er det ofte bygget superledende elektromagneter, men superlederen brukes i viklingen for å etablere svært høye elektriske strømmer som produserer høye magnetiske felt..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.