Stała przepuszczalność magnetyczna i stół

przepuszczalność magnetyczna Jest to fizyczna ilość właściwości sprawy generowania własnego pola magnetycznego, gdy jest przenikane przez inne zewnętrzne pole magnetyczne.

Oba pola: zewnętrzne i ich własne, nakładają. Do pola zewnętrznego, niezależnie od materiału, nazywa się to Intensywność pola magnetycznego H, podczas gdy nakładanie się pola zewnętrznego plus ten indukowany w materiale to Indukcja magnetyczna B.

Rysunek 1. Elektromagnes z magnetycznym materiałem przepuszczalności rdzenia μ. Źródło: Wikimedia Commons.

Jeśli chodzi o jednorodne materiały i izotropos, pola H I B Są proporcjonalne. A stała proporcjonalności (wspinaczka i dodatnia) jest przepuszczalność magnetyczna, oznacza grecką literą μ:

B = μ H

W systemie międzynarodowym, jeśli Indukcja magnetyczna B Jest mierzony w Tesli (t), podczas gdy Intensywność pola magnetycznego H Jest mierzony w ampere na metrze (A/M). 

Biorąc pod uwagę μ musi zagwarantować jednorodność wymiarową w równaniu, jednostka μ W systemie, jeśli tak jest:

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

[TOC]

Przepuszczalność magnetyczna próżni

Zobaczmy, jak występują pola magnetyczne, których wartości bezwzględne oznaczamy przez nas  B I H, W cewce lub elektromagnesie. Stamtąd zostanie wprowadzona pojęcie przepuszczalności magnetycznej próżni.

Elektromagnes składa się z spiralnego przewróconego sterownika. Każda runda spirali nazywa się zakręt. Jeśli prąd jest przekazany Siema W przypadku elektromagnesu znajduje się elektromagnet, który wytwarza pole magnetyczne B. 

Ponadto wartość indukcji magnetycznej B jest większy, w zakresie, w jakim prąd Siema Jest zwiększony. A także, gdy wzrasta gęstość zakrętów N (numer N zakrętów między długością D elektromagnesu). 

Drugim czynnikiem wpływającym na wartość pola magnetycznego wytwarzanego przez elektromagnes, jest przepuszczalność magnetyczna μ materiału w środku. Wreszcie wielkość tego pola jest:

Może ci służyć: reaktancja indukcyjna

B = μ. Siema .n = μ. Siema .(N/D)

Jak powiedziano w poprzedniej sekcji, Intensywność pola magnetycznego h Jest:

H = i.(N/D)

To pole wielkości H, który zależy tylko od prądu krążącego i gęstości elektromagnesu, „permea” do materiału przepuszczalności magnetycznej μ, powodując go magnesowanie. 

Następnie istnieje całkowite pole wielkości B, Zależy od materiału, który znajduje się wewnątrz elektromagnesu.

Pusty elektromagnes

Podobnie, jeśli materiałem wewnątrz elektromagnesu jest próżnia, to pole H „Permea” próżnia wytwarza powstałe pole B. Iloraz między polem B w próżni i H Wytwarzane przez elektromagnetyczne określa przepuszczalność próżni, której wartość to:

 μalbo = 4π x 10^-7 (T⋅m)/a

Okazuje się, że poprzednia wartość była dokładną definicją do 20 maja 2019 r. W tym dniu dokonano przeglądu systemu międzynarodowego, co prowadzi do tego μalbo mierzyć eksperymentalnie.

Jednak pomiary dokonane do tej pory wskazują, że wartość ta jest niezwykle precyzyjna.

Tabela przepuszczalności magnetycznej

Materiały mają charakterystyczną przepuszczalność magnetyczną. Teraz można znaleźć przepuszczalność magnetyczną z innymi jednostkami. Na przykład weźmy jednostkę indukcyjną, którą jest Henry (H):

1H = 1 (t ⋅ m²)/DO. 

Porównując tę ​​jednostkę, która wystąpiła na początku, widać, że istnieje podobieństwo, chociaż różnica polega na mierniku kwadratowym, który posiada Henry. Z tego powodu przepuszczalność magnetyczna jest uważana za indukcyjność na jednostkę długości:

[μ] = h/m.

Przepuszczalność magnetyczna μ Jest ściśle związany z inną fizyczną właściwością materiałów, zwanych podatność magnetyczna χ, który definiuje się jako:

Może ci służyć: Energia mechaniczna: wzory, koncepcja, typy, przykłady, ćwiczenia

μ = μalbo (1 + χ)

W poprzednim wyrażeniu μalbo, To jest Przepuszczalność magnetyczna próżni.

podatność magnetyczna χ Jest to proporcjonalność między polem zewnętrznym H i namagnesowanie materiału M.

Względna przepuszczalność

Bardzo często wyraża przepuszczalność magnetyczną w odniesieniu do przepuszczalności próżni. Jest znany jako względna przepuszczalność i jest niczym więcej niż ilorazem między przepuszczalnością materiału w odniesieniu do próżni.

Zgodnie z tą definicją względna przepuszczalność nie ma jednostek. Ale jest to przydatna koncepcja do klasyfikowania materiałów. 

Na przykład materiały są Ferromagnetyczny, Tak długo, jak jego względna przepuszczalność jest znacznie większa niż jednostka.

W ten sam sposób substancje paramagnetyczny Mają względną przepuszczalność tuż powyżej 1.

I wreszcie materiały diamagnetyczne mają względne permeabizacje tuż pod jednostką. Powodem jest to, że są magnetyzowane w taki sposób, że produkują pole przeciwstawiające się zewnętrznym polu magnetycznym.

Warto wspomnieć, że materiały ferromagnetyczne mają zjawisko znane jako „histereza”, w którym zachowują pamięć o wcześniej zastosowanych pól. Na mocy tej cechy mogą tworzyć stały magnes.

Rysunek 2. Wspomnienia magnetyczne ferrytu. Źródło: Wikimedia Commons

Ze względu na pamięć magnetyczną materiałów ferromagnetycznych, wspomnienia oryginalnych komputerów cyfrowych były małymi bykami ferrytowymi skrzyżowanymi przez przewody. Tam trzymali, wyodrębnili lub wymazali zawartość (1 lub 0) z pamięci. 

Materiały i ich przepuszczalność

Oto niektóre materiały, z jego przepuszczalnością magnetyczną w H/M i w nawiasach ich względnej przepuszczalności:

Żelazo: 6.3 x 10^-3 (5000)

Cobalt-Hierro: 2.3 x 10^-2 (18000)

Nickel-Hierro: 1.25 x 10^-1 (100000)

Mangan-Zinc: 2.5 x 10^-2 (20000)

Stal węglowa: 1.26 x 10^-4 (100)

Może ci służyć: Pascal Tonel: Jak to działa i eksperymenty

Neodimium Magnet: 1.32 x 10^-5 (1.05)

Platyna: 1.26 x 10^-6 1.0003

Aluminium: 1.26 x 10^-6 1.00002

Powietrze 1.256 x 10^-6 (1.0000004)

Teflon 1.256 x 10^-6 (1.00001)

Suche drewno 1.256 x 10^-6 (1.0000003)

Miedź 1.27 x10^-6 (0.999)

Czysta woda 1.26 x 10^-6 (0.999992)

Supernductor: 0 (0)

Analiza tabeli

Obserwując wartości tej tabeli, można zauważyć, że istnieje pierwsza grupa o przepuszczalności magnetycznej związanej z próżnią o wysokich wartościach. Są to materiały ferromagnetyczne, bardzo odpowiednie do produkcji elektromagnetów do produkcji dużych pól magnetycznych.

Rysunek 3. Krzywe B vs. H dla materiałów ferromagnetycznych, paramagnetycznych i diamagnetycznych. Źródło: Wikimedia Commons.

Następnie mamy drugą grupę materiałów o względnej przepuszczalności magnetycznej tuż powyżej 1. To są materiały paramagnetyczne.

Następnie materiały o względnej przepuszczalności magnetycznej można zobaczyć tuż poniżej urządzenia. Są to materiały diamagnetyczne, takie jak czysta woda i miedź.

Wreszcie mamy nadprzewodnika. Nadprzewodnicy mają zerową przepuszczalność magnetyczną, ponieważ pole magnetyczne w środku całkowicie wyklucza. Nadprzewodnicy nie służą do stosowania w jądrze elektromagnetu. 

Jednak zwykle budowane są elektromagnety nadprzewodników, ale nadprzewodniczący jest używany w uzwojeniu do ustalenia bardzo wysokich prądów elektrycznych, które wytwarzają wysokie pola magnetyczne.

Bibliografia

1. Dialnet. Proste eksperymenty do znalezienia przepuszczalności magnetycznej. Odzyskane z: dialnet.zjednoczony.Jest
2. Figueroa, zm. (2005). Seria: Fizyka nauk i inżynierii. Tom 6. Elektromagnetyzm. Pod redakcją Douglas Figueroa (USB). 215-221.
3. Giancoli, zm.  2006. Fizyka: zasady z aplikacjami. 6th.Ed Prentice Hall. 560-562.
4. Kirkpatrick, L. 2007. Fizyka: spojrzenie na świat. 6. skrócone wydanie. Cengage Learning. 233.
5. youtube. Magnetyzm 5 - przepuszczalność. Odzyskane z: YouTube.com
6. Wikipedia. Pole magnetyczne. Odzyskane z: jest.Wikipedia.com
7. Wikipedia. Przepuszczalność (elektromagnetyzm). Źródło: w:.Wikipedia.com