Konštantná magnetická priepustnosť a tabuľka

Ten magnetickú priepustnosť Je to fyzické množstvo vlastnosti záležitosti generovania vlastného magnetického poľa, keď je preniknuté iným vonkajším magnetickým poľom.

Obe polia: externé a ich vlastné, prekrývajúce sa poskytujúce výsledné pole. Na vonkajšie pole, nezávisle od materiálu, sa nazýva Intenzita magnetického poľa H, Zatiaľ čo prekrývanie vonkajšieho poľa plus, ktoré je vyvolané v materiáli magnetická indukcia B.

postava 1. Solenoid s jadrom materiálu magnetickej permeability μ. Zdroj: Wikimedia Commons.

Pokiaľ ide o homogénne materiály a izotropy, polia H a B Sú proporcionálne. A konštanta proporcionality (lezenie a pozitívne) je magnetická priepustnosť, označuje grécke písmeno μ:

B = μ H

V medzinárodnom systéme, ak magnetická indukcia B Meria sa v Tesle (t), zatiaľ čo Intenzita magnetického poľa H Meria sa v ampérii na metre (A/M). 

Vzhľad μ musí zaručiť rozmerovú homogenitu v rovnici, jednotka μ V systéme, ak je:

[μ] = (Tesla ⋅ meter)/ampere = (t ⋅ m)/a

[TOC]

Magnetická priepustnosť vákua

Pozrime sa, ako sa vyskytujú magnetické polia, ktorých absolútne hodnoty vás označujeme  B a H, V cievke alebo solenoid. Odtiaľ sa zavedie koncept magnetickej permeability vákua.

Solenoid pozostáva zo špirálového vodiča. Každé špirálové kolo sa volá otáčať sa. Ak je aktuálny prúd Jo Pre solenoid je potom elektromagnet, ktorý vytvára magnetické pole B. 

Okrem toho hodnota magnetickej indukcie B je väčší, do tej miery, do akej je prúd Jo Zvyšuje sa. A tiež keď sa zvyšuje hustota zákrut n (Číslo N zákruty medzi dĺžkou d solenoid). 

Ďalším faktorom, ktorý ovplyvňuje hodnotu magnetického poľa produkovaného solenoidom, je magnetická priepustnosť μ materiál vo vnútri. Nakoniec veľkosť tohto poľa je:

Môže vám slúžiť: induktívna reaktancia

B = μ. Jo .n = μ. Jo .(N/d)

Ako je uvedené v predchádzajúcej časti, Intenzita magnetického poľa h je:

H = i.(N/d)

Že pole veľkosti H, ktorý závisí iba od cirkulujúceho prúdu a solenoidu hustoty, „permea“ na materiál magnetickej priepustnosti μ, spôsobuje magnetizáciu. 

Potom je tu celkové pole veľkosti B, Závisí to od materiálu, ktorý je vo vnútri solenoidu.

Prázdny solenoid

Podobne, ak je materiál vo vnútri solenoidu vákuum, potom pole H "Permea" vákuum vytvárané výsledné pole B. Kvocient medzi poľom B vo vákuu a H Produkovaný solenoidom definuje priepustnosť vákua, ktorej hodnota je:

 μani = 4π x 10^-7 (T⋅m)/a

Ukazuje sa, že predchádzajúca hodnota bola presnou definíciou do 20. mája 2019. Od tohto dátumu sa uskutočnilo preskúmanie medzinárodného systému, čo k tomu vedie μani byť meraný experimentálne.

Doteraz prijaté opatrenia však naznačujú, že táto hodnota je mimoriadne presná.

Tabuľka magnetickej permeability

Materiály majú charakteristickú magnetickú priepustnosť. Teraz je možné nájsť magnetickú priepustnosť s inými jednotkami. Vezmime napríklad jednotku indukčnosti, ktorá je Henry (H):

1h = 1 (t ⋅ m²)/To. 

Pri porovnaní tejto jednotky, ktorá sa vyskytla na začiatku, je zrejmé, že existuje podobnosť, hoci rozdiel je štvorcový meter, ktorý má Henry. Z tohto dôvodu sa magnetická permeabilita považuje za indukčnosť na jednotku dĺžky:

[μ] = H/M.

Ten Magnetická priepustnosť μ Úzko súvisí s iným fyzickým vlastníctvom materiálov, nazývaných magnetická citlivosť χ, čo je definované ako:

Môže vám slúžiť: Mechanická energia: vzorce, koncept, typy, príklady, cvičenia

μ = μani (1 + χ)

V predchádzajúcom výraze μani, Je to Magnetická priepustnosť vákua.

Ten magnetická citlivosť χ Je to proporcionalita medzi vonkajším poľom H a magnetizácia materiál M.

Relatívna priepustnosť

Je veľmi bežné vyjadriť magnetickú priepustnosť vo vzťahu k priepustnosti vákua. Je známa ako relatívna priepustnosť a nie je ničím iným ako kvocientom medzi priepustnosťou materiálu vzhľadom na vákuum.

Podľa tejto definície nemá relatívna priepustnosť žiadne jednotky. Ale je to užitočný koncept klasifikácie materiálov. 

Napríklad materiály sú Feromagnetický, Pokiaľ je jeho relatívna priepustnosť oveľa väčšia ako jednotka.

Rovnakým spôsobom látky paramagnetický Majú relatívnu priepustnosť tesne nad 1.

A nakoniec diamagnetické materiály majú relatívnu priepustnosť tesne pod jednotkou. Dôvod je ten, že sú magnetizované takým spôsobom, že vytvárajú pole, ktoré je proti vonkajšiemu magnetickému poľu.

Za zmienku stojí, že feromagnetické materiály majú jav známy ako „hysteréza“, v ktorom si zachovávajú pamäť predtým aplikovaných polí. Na základe tejto charakteristiky môžu tvoriť trvalý magnet.

Obrázok 2. Feritové magnetické spomienky. Zdroj: Wikimedia Commons

Vďaka magnetickej pamäti feromagnetických materiálov boli spomienky pôvodných digitálnych počítačov malé feritové býky prechádzajúce vodičmi. Tam držali, extrahovali alebo vymazali obsah (1 alebo 0) z pamäte. 

Materiály a ich priepustnosť

Tu je niekoľko materiálov s magnetickou priepustnosťou v H/M a v zátvorkách jeho relatívna priepustnosť:

Železo: 6.3 x 10^-3 (5000)

Kobalt-hierro: 2.3 x 10^-2 (18000)

Nikel-hierro: 1.25 x 10^-1 (100 000)

Mangán-zink: 2.5 x 10^-2 (20000)

Uhlíková oceľ: 1.26 x 10^-4 (100)

Môže vám slúžiť: Pascal Tonel: Ako to funguje a experimentuje

Magnet na neodimium: 1.32 x 10^-5 (1.05)

Platina: 1.26 x 10^-6 1.0003

Hliník: 1.26 x 10^-6 1.00002

Vysielať 1.256 x 10^-6 (1.0000004)

Teflón 1.256 x 10^-6 (1.00001)

Suché drevo 1.256 x 10^-6 (1.0000003)

Meď 1.27 x10^-6 (0.999)

Čistá voda 1.26 x 10^-6 (0.999992)

Supravodič: 0 (0)

Analýza tabuľky

Pozorovanie hodnôt tejto tabuľky je zrejmé, že existuje prvá skupina s magnetickou permeabilitou súvisiacou s hodnotou vákua s vysokými hodnotami. Sú to feromagnetické materiály, ktoré sú veľmi vhodné na výrobu elektromagnetov na výrobu veľkých magnetických polí.

Obrázok 3. Krivky B vs. H pre feromagnetické, paramagnetické a diamagnetické materiály. Zdroj: Wikimedia Commons.

Potom máme druhú skupinu materiálov s relatívnou magnetickou priepustnosťou tesne nad 1. Toto sú paramagnetické materiály.

Potom materiály s relatívnou magnetickou priepustnosťou je možné vidieť tesne pod jednotkou. Toto sú diamagnetické materiály, ako je čistá voda a meď.

Nakoniec máme supravodivky. Supravodičy majú nulovú magnetickú priepustnosť, pretože magnetické pole vo vnútri úplne vylučuje. Supravoduktory neslúžia na použitie v jadre elektromagnetu. 

Supravodičové elektromagnety sa však zvyčajne vybudujú, ale supravodič sa používa pri vinutí na vytvorenie veľmi vysokých elektrických prúdov, ktoré produkujú vysoké magnetické polia.

Odkazy

1. DialNet. Jednoduché experimenty na nájdenie magnetickej priepustnosti. Obnovené z: DialNet.zjednotený.je
2. Figueroa, D. (2005). Séria: Fyzika pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 6. Elektromagnetizmus. Editoval Douglas Figueroa (USB). 215-221.
3. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6.Ed Prentice Hall. 560-562.
4. Kirkpatrick, L. 2007. Fyzika: pohľad na svet. 6. skrátene vydanie. Učenie sa. 233.
5. YouTube. Magnetizmus 5 - priepustnosť. Obnovené z: YouTube.com
6. Wikipedia. Magnetické pole. Obnovené z: je.Wikipedia.com
7. Wikipedia. Permeabilita (elektromagnetizmus). Zdroj: In.Wikipedia.com