Plik przenikalność magnetyczna jest fizyczną wielkością właściwości materii do generowania własnego pola magnetycznego, gdy przenika ją inne zewnętrzne pole magnetyczne.
Oba pola: zewnętrzne i własne, nakładają się, dając wynikowe pole. Nazywa się zewnętrzne pole, niezależne od materiału siła pola magnetycznego H., podczas gdy superpozycja zewnętrznego pola plus to indukowane w materiale jest Indukcja magnetyczna b.
Jeśli chodzi o materiały jednorodne i izotropowe, to pola H. Y b są proporcjonalne. A stałą proporcjonalności (skalarną i dodatnią) jest przenikalność magnetyczna, oznaczona grecką literą μ:
b = μ H.
W systemie SI International Indukcja magnetyczna b jest mierzona w Tesli (T), podczas gdy siła pola magnetycznego H. jest mierzony w amperach na metr (A / m).
Biorąc pod uwagę μ musi gwarantować jednorodność wymiarową w równaniu, jednostka μ w układzie SI jest to:
[μ] = (Tesla ⋅ metr) / Amper = (T ⋅ m) / A
Indeks artykułów
Zobaczmy, jak powstają pola magnetyczne, których wartości bezwzględne oznaczamy b Y H., na cewce lub elektromagnesie. Stamtąd zostanie wprowadzona koncepcja przenikalności magnetycznej próżni..
Solenoid składa się ze spiralnie nawiniętego przewodu. Nazywa się każdy obrót spirali skręcać. Jeśli prąd zostanie przekazany ja przez solenoid, masz elektromagnes, który wytwarza pole magnetyczne b.
Również wartość indukcji magnetycznej b jest większa, do tego stopnia, że prąd ja to wzrost. A także, gdy gęstość zwojów wzrasta n (numer N zwojów między długością re Elektrozawór).
Innym czynnikiem wpływającym na wartość pola magnetycznego wytwarzanego przez solenoid jest przepuszczalność magnetyczna μ materiału, który jest wewnątrz. Wreszcie wielkość wspomnianego pola wynosi:
B = μ. i .n = μ. w)
Jak wspomniano w poprzedniej sekcji, plik natężenie pola magnetycznego H. to jest:
H = i. (N / d)
To pole wielkości H., który zależy tylko od krążącego prądu i gęstości zwojów solenoidu, „przenika” materiał o przenikalności magnetycznej μ, powodując namagnesowanie.
Następnie całkowite pole wielkości b, zależy to od materiału znajdującego się wewnątrz solenoidu.
Podobnie, jeśli materiał wewnątrz solenoidu jest próżnią, wówczas pole H „przenika” próżnię, wytwarzając wynikowe pole B. Iloraz między polami b w pustce i H. wytwarzany przez solenoid określa przepuszczalność podciśnienia, którego wartość wynosi:
μlub = 4π x 10-7 (T⋅m) / A
Okazuje się, że poprzednia wartość była dokładną definicją do 20 maja 2019 r. Od tego dnia dokonano rewizji Systemu Międzynarodowego, co prowadzi do μlub być mierzone eksperymentalnie.
Jednak dotychczasowe pomiary wskazują, że ta wartość jest niezwykle dokładna..
Materiały mają charakterystyczną przenikalność magnetyczną. Teraz można znaleźć przenikalność magnetyczną za pomocą innych jednostek. Na przykład weźmy jednostkę indukcyjności, którą jest henry (H):
1H = 1 (T ⋅ mdwa)/DO.
Porównując tę jednostkę z tą, którą podano na początku, widać, że istnieje podobieństwo, chociaż różnica polega na metrze kwadratowym, który posiada Henry. Z tego powodu przenikalność magnetyczna jest uważana za indukcyjność na jednostkę długości:
[μ] = H / m.
Plik przenikalność magnetyczna μ jest ściśle powiązany z inną fizyczną właściwością materiałów, zwaną podatność magnetyczna χ, który jest zdefiniowany jako:
μ = μlub (1 + χ)
W powyższym wyrażeniu μlub, jest przenikalność magnetyczna próżni.
Plik podatność magnetyczna χ to proporcjonalność między polem zewnętrznym H. i namagnesowanie materiału M.
Przepuszczalność magnetyczną bardzo często wyraża się w odniesieniu do przepuszczalności próżni. Nazywa się to przepuszczalnością względną i jest niczym innym jak ilorazem przepuszczalności materiału i próżni.
Zgodnie z tą definicją względna przepuszczalność jest bezjednostkowa. Klasyfikacja materiałów jest jednak użyteczną koncepcją.
Na przykład materiały są ferromagnetyczny, tak długo, jak jego względna przepuszczalność jest znacznie większa niż jedność.
W ten sam sposób substancje paramagnetyczny mają względną przepuszczalność nieco powyżej 1.
I wreszcie, materiały diamagnetyczne mają względną przepuszczalność tuż poniżej jedności. Powodem jest to, że są namagnesowane w taki sposób, że wytwarzają pole przeciwstawne zewnętrznemu polu magnetycznemu..
Warto wspomnieć, że materiały ferromagnetyczne charakteryzują się zjawiskiem zwanym „histerezą”, w którym zachowują pamięć o zastosowanych wcześniej polach. Dzięki tej charakterystyce mogą tworzyć magnes trwały.
Ze względu na pamięć magnetyczną materiałów ferromagnetycznych, wspomnienia wczesnych komputerów cyfrowych były małymi ferrytowymi toroidami, przez które przechodzą przewodniki. Tam zapisali, wyodrębnili lub usunęli zawartość (1 lub 0) pamięci.
Oto kilka materiałów, z ich przenikalnością magnetyczną w H / m i ich względną przepuszczalnością w nawiasach:
Żelazo: 6,3 x 10-3 (5000)
Żelazo kobaltowe: 2,3 x 10-dwa (18 000)
Nikiel-żelazo: 1,25 x 10-1 (100 000)
Mangan-cynk: 2,5 x 10-dwa (20000)
Stal węglowa: 1,26 x 10-4 (100)
Magnes neodymowy: 1,32 x 10-5 (1,05)
Platyna: 1,26 x 10-6 1,0003
Aluminium: 1,26 x 10-6 1,00002
Powietrze 1256 x 10-6 (1,0000004)
Teflon 1256 x 10-6 (1,00001)
Suche drewno 1256 x 10-6 (1,0000003)
Miedź 1,27 x 10-6 (0,999)
Czysta woda 1,26 x 10-6 (0,999992)
Nadprzewodnik: 0 (0)
Patrząc na wartości w tej tabeli, można zauważyć, że istnieje pierwsza grupa z przenikalnością magnetyczną w stosunku do próżni o wysokich wartościach. Są to materiały ferromagnetyczne, bardzo odpowiednie do wytwarzania elektromagnesów do wytwarzania dużych pól magnetycznych.
Następnie mamy drugą grupę materiałów, o względnej przenikalności magnetycznej nieco powyżej 1. Są to materiały paramagnetyczne..
Wtedy możesz zobaczyć materiały o względnej przenikalności magnetycznej tuż poniżej jedności. Są to materiały diamagnetyczne, takie jak czysta woda i miedź.
Wreszcie mamy nadprzewodnik. Nadprzewodniki mają zerową przepuszczalność magnetyczną, ponieważ całkowicie wyklucza to znajdujące się w nich pole magnetyczne. Nadprzewodniki są bezużyteczne do stosowania w rdzeniu elektromagnesu.
Jednak często budowane są elektromagnesy nadprzewodzące, ale nadprzewodnik jest używany w uzwojeniu do wytwarzania bardzo wysokich prądów elektrycznych, które wytwarzają wysokie pola magnetyczne..
Jeszcze bez komentarzy