De magnetisk permeabilitet är den fysiska mängden av materiens egenskap för att generera sitt eget magnetfält, när det genomsyras av ett annat externt magnetfält.
Båda fälten: det externa och det egna, läggs ovan och ger ett resulterande fält. Det yttre fältet, oberoende av materialet, kallas magnetfältstyrka H, medan superpositionen för det yttre fältet plus det som induceras i materialet är magnetisk induktion B.
När det gäller homogena och isotropa material är fälten H Y B de är proportionella. Och proportionalitetskonstanten (skalär och positiv) är den magnetiska permeabiliteten, betecknad med den grekiska bokstaven μ:
B = μ H
I SI: s internationella system magnetisk induktion B mäts i Tesla (T), medan magnetfältstyrka H mäts i ampere över meter (A / m).
Med tanke på μ måste garantera dimensionell homogenitet i ekvationen, enheten för μ i SI-systemet är det:
[μ] = (Tesla ⋅ meter) / Ampere = (T ⋅ m) / A
Artikelindex
Låt oss se hur magnetfält produceras, vars absoluta värden vi betecknar med B Y H, på en spole eller solenoid. Därifrån kommer begreppet magnetisk permeabilitet för vakuumet att introduceras..
Solenoiden består av en spirallindad ledare. Varje spiralvarv kallas sväng. Om strömmen passeras i av solenoiden har du en elektromagnet som producerar ett magnetfält B.
Även värdet av magnetisk induktion B är större, i den mån den nuvarande i är ökning. Och även när svängdensiteten ökar n (siffra N varv mellan längden d solenoid).
Den andra faktorn som påverkar värdet på magnetfältet som produceras av en solenoid är magnetisk permeabilitet μ av materialet som finns inuti. Slutligen är fältets storlek:
B = μ. i .n = μ. i en)
Som anges i föregående avsnitt, magnetfältets intensitet H det är:
H = i. (N / d)
Det storleksfältet H, som bara beror på cirkulationsströmmen och solenoidens varvtäthet, "genomsyrar" materialet med magnetisk permeabilitet μ, vilket får den att magnetiseras.
Sedan ett totalt storleksfält B, det beror på materialet som finns i solenoiden.
På liknande sätt, om materialet inuti solenoiden är ett vakuum, "genomsyrar" fältet H vakuumet vilket ger ett resulterande fält B. Kvoten mellan fältet B i tomrummet och H producerad av solenoiden definierar vakuumets permeabilitet, vars värde är:
μeller = 4π x 10-7 (Tm) / A
Det visar sig att det tidigare värdet var en exakt definition fram till 20 maj 2019. Från och med det datumet gjordes en översyn av det internationella systemet, vilket leder till μeller mätas experimentellt.
Mätningar som hittills gjorts indikerar dock att detta värde är extremt exakt..
Material har en karakteristisk magnetisk permeabilitet. Nu är det möjligt att hitta magnetisk permeabilitet med andra enheter. Låt oss till exempel ta induktansenheten, som är henry (H):
IH = 1 (T ^ mtvå)/TILL.
Jämförelse av denna enhet med den som gavs i början ser man att det finns en likhet, även om skillnaden är den kvadratmeter som Henry äger. Av denna anledning anses magnetisk permeabilitet vara en induktans per längdenhet:
[μ] = H / m.
De magnetisk permeabilitet μ är nära besläktad med en annan fysisk egenskap hos material, kallad magnetisk känslighet χ, som definieras som:
μ = μeller (1 + χ)
I ovanstående uttryck μeller, är magnetisk permeabilitet av vakuum.
De magnetisk känslighet χ är proportionaliteten mellan det externa fältet H och den magnetisering av materialet M.
Det är mycket vanligt att uttrycka magnetisk permeabilitet i förhållande till vakuumets permeabilitet. Det är känt som relativ permeabilitet och det är inget annat än kvoten mellan materialets permeabilitet och vakuum.
Enligt denna definition är relativ permeabilitet enhetlös. Men det är ett användbart koncept att klassificera material.
Till exempel är materialen ferromagnetisk, så länge dess relativa permeabilitet är mycket större än enhet.
På samma sätt ämnen paramagnetisk har relativ permeabilitet strax över 1.
Och slutligen har diamagnetiska material relativa permeabiliteter strax under enhet. Anledningen är att de magnetiseras på ett sådant sätt att de producerar ett fält som motsätter sig det yttre magnetfältet..
Det är värt att nämna att ferromagnetiska material utgör ett fenomen som kallas "hysteres", där de lagrar minnet om de tidigare tillämpade fälten. Genom denna egenskap kan de bilda en permanent magnet.
På grund av det magnetiska minnet av ferromagnetiska material var minnena från tidiga digitala datorer små ferrittoroider som korsades av ledare. Där sparade, extraherade eller raderade de innehållet (1 eller 0) i minnet.
Här är några material med sin magnetiska permeabilitet i H / m och deras relativa permeabilitet inom parentes:
Järn: 6,3 x 10-3 (5000)
Koboltjärn: 2,3 x 10-två (18000)
Nickeljärn: 1,25 x 10-1 (100000)
Mangan-zink: 2,5 x 10-två (20000)
Kolstål: 1,26 x 10-4 (100)
Neodymiummagnet: 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)
Torrt trä 1 256 x 10-6 (1.0000003)
Koppar 1,27 x 10-6 (0,999)
Rent vatten 1,26 x 10-6 (0,999992)
Superledare: 0 (0)
Om man tittar på värdena i denna tabell kan man se att det finns en första grupp med magnetisk permeabilitet i förhållande till vakuum med höga värden. Dessa är de ferromagnetiska materialen, mycket lämpliga för tillverkning av elektromagneter för produktion av stora magnetfält.
Sedan har vi en andra grupp av material, med relativ magnetisk permeabilitet strax över 1. Dessa är de paramagnetiska materialen..
Då kan du se material med relativ magnetisk permeabilitet strax under enhet. Dessa är diamagnetiska material som rent vatten och koppar.
Äntligen har vi en superledare. Superledare har noll magnetisk permeabilitet eftersom det helt utesluter magnetfältet inuti dem. Superledare är värdelösa att användas i kärnan i en elektromagnet.
Superledande elektromagneter byggs emellertid ofta, men superledaren används i lindningen för att skapa mycket höga elektriska strömmar som producerar höga magnetfält..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.