Κύριος επιστήμη

Φυσική μαγνητικής διαπερατότητας

Φυσική μαγνητικής διαπερατότητας
Φυσική μαγνητικής διαπερατότητας

Βίντεο: Φυσική Ι, Κεφ. 28, Μαγνητικά Πεδία και Υλικά, Μέρος Α 2024, Σεπτέμβριος

Βίντεο: Φυσική Ι, Κεφ. 28, Μαγνητικά Πεδία και Υλικά, Μέρος Α 2024, Σεπτέμβριος
Anonim

Μαγνητική διαπερατότητα, σχετική αύξηση ή μείωση στο προκύπτον μαγνητικό πεδίο μέσα σε ένα υλικό σε σύγκριση με το μαγνητικό πεδίο στο οποίο βρίσκεται το δεδομένο υλικό. ή την ιδιότητα ενός υλικού που είναι ίσο με την πυκνότητα μαγνητικής ροής που καθορίζεται εντός του υλικού από ένα μαγνητικό πεδίο διαιρούμενο με την ισχύ μαγνητικού πεδίου Η του μαγνητικού πεδίου Η μαγνητική διαπερατότητα μ (ελληνική mu) ορίζεται ως μ = B / H. Η πυκνότητα μαγνητικής ροής Β είναι ένα μέτρο του πραγματικού μαγνητικού πεδίου εντός ενός υλικού που θεωρείται ως συγκέντρωση γραμμών μαγνητικού πεδίου, ή ροής, ανά μονάδα διατομής. Η ισχύς μαγνητικού πεδίου H είναι ένα μέτρο του μαγνητικού πεδίου που παράγεται από ροή ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα πηνίο σύρματος.

Σε κενό, ή ελεύθερο χώρο, η πυκνότητα μαγνητικής ροής είναι η ίδια με το μαγνητικό πεδίο επειδή δεν έχει σημασία να τροποποιηθεί το πεδίο. Σε μονάδες εκατοστόμετρου – γραμμαρίου-δευτερολέπτου (cgs), η διαπερατότητα B / H του χώρου είναι χωρίς διάσταση και έχει τιμή 1. Σε μονάδες μέτρου-χιλιόγραμμο-δευτερολέπτου (mks) και SI, τα B και H έχουν διαφορετικές διαστάσεις και η διαπερατότητα του ελεύθερου χώρου (συμβολίζεται μ 0) ορίστηκε ως ίση με 4π × 10 - 7 weber ανά ampere-meter έτσι ώστε η μονάδα mks του ηλεκτρικού ρεύματος να μπορεί να είναι η ίδια με την πρακτική μονάδα, το ampere. Με τον επαναπροσδιορισμό του αμπέρ το 2019, το μ 0 δεν είναι πλέον ίσο με 4π × 10 - 7 weber ανά ampere-meter και πρέπει να προσδιοριστεί πειραματικά. (Ωστόσο, το [μ 0 / 4π × 10 - 7] είναι 1,00000000055, ακόμα πολύ κοντά στην προηγούμενη τιμή του.) Σε αυτά τα συστήματα η διαπερατότητα, B / H, ονομάζεται απόλυτη διαπερατότητα μ του μέσου. Στη συνέχεια, η σχετική διαπερατότητα μ r ορίζεται ως ο λόγος μ / μ 0, ο οποίος είναι χωρίς διάσταση. Έτσι, η σχετική διαπερατότητα ελεύθερου χώρου ή κενού είναι 1.

Τα υλικά μπορούν να ταξινομηθούν μαγνητικά βάσει της διαπερατότητάς τους. Ένα διαμαγνητικό υλικό έχει σταθερή σχετική διαπερατότητα ελαφρώς μικρότερη από 1. Όταν ένα διαμαγνητικό υλικό, όπως το βισμούθιο, τοποθετείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, το εξωτερικό πεδίο αποβάλλεται εν μέρει και η πυκνότητα μαγνητικής ροής μέσα σε αυτό ελαττώνεται ελαφρώς. Ένα παραμαγνητικό υλικό έχει σταθερή σχετική διαπερατότητα λίγο περισσότερο από 1. Όταν ένα παραμαγνητικό υλικό, όπως η πλατίνα, τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο, γίνεται ελαφρώς μαγνητισμένο προς την κατεύθυνση του εξωτερικού πεδίου. Ένα σιδηρομαγνητικό υλικό, όπως ο σίδηρος, δεν έχει σταθερή σχετική διαπερατότητα. Καθώς το μαγνητικό πεδίο αυξάνεται, η σχετική διαπερατότητα αυξάνεται, φτάνει στο μέγιστο και, στη συνέχεια, μειώνεται. Ο καθαρισμένος σίδηρος και πολλά μαγνητικά κράματα έχουν μέγιστη σχετική διαπερατότητα 100.000 ή μεγαλύτερη.