The magnetická permeabilita je fyzikální veličina vlastnosti hmoty, která generuje vlastní magnetické pole, když je proniknuto jiným vnějším magnetickým polem.
Obě pole: vnější a vlastní, jsou překrývající, což dává výsledné pole. Volá se vnější pole, nezávislé na materiálu síla magnetického pole H, zatímco superpozice vnějšího pole plus pole indukované v materiálu je magnetická indukce B.
Pokud jde o homogenní a izotropní materiály, pole H Y B jsou proporcionální. A konstanta proporcionality (skalární a pozitivní) je magnetická permeabilita, označená řeckým písmenem μ:
B = μ H
V mezinárodním systému SI magnetická indukce B se měří v Tesle (T), zatímco síla magnetického pole H se měří v Ampere na metr (A / m).
Vzhledem k μ musí zaručit rozměrovou homogenitu v rovnici, jednotce μ v systému SI je to:
[μ] = (Tesla ⋅ metr) / Ampér = (T ⋅ m) / A
Rejstřík článků
Podívejme se, jak jsou vytvářena magnetická pole, jejichž absolutní hodnoty označujeme B Y H, na cívce nebo solenoidu. Odtud bude představen koncept magnetické permeability vakua..
Solenoid se skládá ze spirálově vinutého vodiče. Každé otočení spirály se nazývá otáčet se. Pokud je předán proud i elektromagnetem, pak máte elektromagnet, který vytváří magnetické pole B.
Také hodnota magnetické indukce B je větší, do té míry, že aktuální i je nárůst. A také když se zvyšuje hustota zatáček n (číslo N otáček mezi délkou d solenoid).
Dalším faktorem, který ovlivňuje hodnotu magnetického pole vytvářeného solenoidem, je magnetická permeabilita μ materiálu, který je uvnitř. Nakonec velikost uvedeného pole je:
B = μ. i. n = μ. v)
Jak je uvedeno v předchozí části, intenzita magnetického pole H to je:
H = i. (N / d)
To pole velikosti H, to závisí pouze na cirkulujícím proudu a hustotě závitů solenoidu, „proniká“ materiálem magnetické permeability μ, což způsobí, že se zmagnetizuje.
Pak celkové pole velikosti B, záleží na materiálu, který je uvnitř solenoidu.
Podobně, je-li materiál uvnitř solenoidu vakuum, pak pole H „prostupuje“ vakuem a vytváří výsledné pole B. Kvocient mezi polem B v prázdnotě a H produkovaný solenoidem definuje propustnost vakua, jehož hodnota je:
μnebo = 4π x 10-7 (T⋅m) / A
Ukazuje se, že předchozí hodnota byla přesnou definicí až do 20. května 2019. K tomuto datu byla provedena revize mezinárodního systému, která vedla k μnebo měřit experimentálně.
Dosud provedená měření však ukazují, že tato hodnota je extrémně přesná..
Materiály mají charakteristickou magnetickou permeabilitu. Nyní je možné najít magnetickou permeabilitu s jinými jednotkami. Vezměme si například jednotku indukčnosti, kterou je Henry (H):
1H = 1 (Tmdva)/NA.
Při srovnání této jednotky s jednotkou uvedenou na začátku je vidět, že existuje podobnost, i když rozdíl je metr čtvereční, který Henry vlastní. Z tohoto důvodu je magnetická permeabilita považována za indukčnost na jednotku délky:
[μ] = H / m.
The magnetická permeabilita μ úzce souvisí s další fyzikální vlastností materiálů, která se nazývá magnetická susceptibilita χ, který je definován jako:
μ = μnebo (1 + χ)
Ve výše uvedeném výrazu μnebo, je magnetická permeabilita vakua.
The magnetická susceptibilita χ je proporcionalita mezi vnějším polem H a magnetizace materiálu M.
Je velmi běžné vyjádřit magnetickou permeabilitu ve vztahu k propustnosti vakua. Je známá jako relativní permeabilita a není ničím jiným než kvocientem mezi permeabilitou materiálu a vakuem.
Podle této definice je relativní propustnost bezjednotková. Je to však užitečný koncept pro klasifikaci materiálů.
Například materiály jsou feromagnetický, pokud je jeho relativní propustnost mnohem větší než jednota.
Stejným způsobem látky paramagnetické mají relativní propustnost těsně nad 1.
A konečně, diamagnetické materiály mají relativní permeabilitu těsně pod jednotou. Důvodem je to, že jsou magnetizovány takovým způsobem, že vytvářejí pole, které je proti vnějšímu magnetickému poli..
Za zmínku stojí, že feromagnetické materiály představují jev známý jako „hystereze“, při kterém si uchovávají paměť dříve použitých polí. Díky této vlastnosti mohou vytvářet permanentní magnet.
Kvůli magnetické paměti feromagnetických materiálů byly vzpomínky raných digitálních počítačů malé feritové toroidy procházející vodiči. Tam uložili, extrahovali nebo vymazali obsah paměti (1 nebo 0).
Zde je několik materiálů s jejich magnetickou permeabilitou v H / m a relativní permeabilitou v závorkách:
Žehlička: 6,3 x 10-3 (5000)
Kobalt-železo: 2,3 x 10-dva (18000)
Nikl-železo: 1,25 x 10-1 (100 000)
Mangan-zinek: 2,5 x 10-dva (20000)
Uhlíková ocel: 1,26 x 10-4 (100)
Neodymový magnet: 1,32 x 10-5 (1,05)
Platina: 1,26 x 10-6 1 0003
Hliník: 1,26 x 10-6 1,00002
Vzduch 1 256 x 10-6 (1,0000004)
Teflon 1 256 x 10-6 (1,00001)
Suché dřevo 1 256 x 10-6 (1,0000003)
Měď 1,27 x 10-6 (0,999)
Čistá voda 1,26 x 10-6 (0,999992)
Supravodič: 0 (0)
Při pohledu na hodnoty v této tabulce lze vidět, že existuje první skupina s magnetickou permeabilitou ve srovnání s vakuovou s vysokými hodnotami. Jedná se o feromagnetické materiály, velmi vhodné pro výrobu elektromagnetů pro výrobu velkých magnetických polí.
Pak máme druhou skupinu materiálů s relativní magnetickou permeabilitou těsně nad 1. Jedná se o paramagnetické materiály..
Pak můžete vidět materiály s relativní magnetickou permeabilitou těsně pod jednotou. Jedná se o diamagnetické materiály, jako je čistá voda a měď.
Konečně máme supravodič. Supravodiče mají nulovou magnetickou permeabilitu, protože zcela vylučuje magnetické pole v nich. Supravodiče je zbytečné používat v jádru elektromagnetu.
Supravodivé elektromagnety se však často vyrábějí, ale supravodič se používá ve vinutí k vytvoření velmi vysokých elektrických proudů, které vytvářejí vysoká magnetická pole..
Zatím žádné komentáře