МАГНЕТНА ПРОПУСТЉИВОСТ: КОНСТАНТНА И ТАБЕЛА - ФИЗИЧКИ - 2025

Магнетна пропустљивост је физички количина имовине материје за генерисање своје магнетско поље, када је прожет спољашње магнетно поље.

Оба поља: спољно и сопствено, прекривају се и дају резултирајуће поље. А Тхе, независно од материјала, спољна поља се назива магнетног поља Х , док је преклапајући спољашњи терен плус материјал је индукован у магнетне индукције Б .

Слика 1. Соленоид са µ магнетском језгром пропустљивости материјала. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Када су у питању хомогени и изотропни материјали, поља Х и Б су пропорционална. А константа пропорционалности (скаларна и позитивна) је магнетна пропустљивост, означена грчким словом μ:

Б = μ Х

У СИ међународном систему магнетна индукција Б се мери у Тесли (Т), док се интензитет магнетног поља Х мери у Амперу преко метра (А / м).

Пошто μ мора гарантовати димензионалну хомогеност у једначини, јединица μ у СИ систему је:

= (Тесла ⋅ метар) / Ампере = (Т ⋅ м) / А

Магнетна пропустљивост вакуума

Да видимо како се магнетна поља, чије апсолутне вредности означавамо са Б и Х, производе у завојници или соленоиду. Одатле ће се увести концепт магнетне пропустљивости вакуума.

Соленоид се састоји од спирално намотаног проводника. Сваки заокрет спирале назива се заокрет. Ако струја пролази кроз соленоид И, онда имамо електромагнет који производи магнетно поље Б .

Поред тога, вредност магнетне индукције Б је већа што се струја и повећава. А такође када се повећава густина завоја н (број Н завоја између дужине д соленоида).

Други фактор који утиче на вредност магнетног поља произведеног соленоидом је магнетна пропустљивост µ материјала који се налази унутар њега. Коначно, величина наведеног поља је:

Б = μ. и .н = μ. и. (н / а)

Као што је наведено у претходном одељку, интензитет магнетног поља Х је:

Х = и. (Н / д)

Ово поље величине Х, које зависи само од циркулирајуће струје и густине обртаја соленоида, "прожима" материјал магнетне пропустљивости μ, узрокујући да се он магнетизује.

Тада се ствара укупно поље величине Б, које зависи од материјала који се налази унутар соленоида.

Соленоид у вакууму

Слично томе, ако је материјал унутар соленоида вакуум, тада Х поље „прожима“ вакуум стварајући резултирајуће поље Б. Квоцијент између Б поља у вакууму и Х произведеног од соленоида дефинише пропусност вакуума. , чија је вредност:

μ о = 4π к 10 ^-7 (Т⋅м) / А

Испада да је претходна вредност била тачна дефиниција до 20. маја 2019. Од тог датума извршена је ревизија Међународног система, која води у μ или се мери експериментално.

Међутим, досадашња мерења показују да је та вредност изузетно тачна.

Табела магнетне пропустљивости

Материјали имају карактеристичну магнетну пропустљивост. Сада је могуће пронаћи магнетну пропустљивост са другим јединицама. На пример, узмимо јединицу индуктивности, а то је Хенри (Х):

1Х = 1 (Т * м ² ) / А.

Упоређујући ову јединицу са оном која је дата на почетку, види се да постоји сличност, мада је разлика квадратни метар који Хенри поседује. Из тог разлога се магнетна пропустљивост сматра индуктивношћу по јединици дужине:

= Х / м.

Магнетна пропустљивост μ уско је повезана са другим физичким својствима материјала, названим магнетна осетљивост χ, које је дефинисано као:

μ = μ или (1 + χ)

У претходном изразу μ о, је магнетна пропустљивост вакуума.

Магнетни осетљивости χ представља пропорционалности измедју спољне поља Х и магнетизације материјалне М .

Релативна пропустљивост

Често се изражава магнетна пропустљивост у односу на пропусност вакуума. Позната је као релативна пропустљивост и није ништа друго до квоцијент између пропусности материјала и вакуума.

Према овој дефиницији, релативна пропустљивост је неискрена. Али ово је користан концепт за класификацију материјала.

На пример, материјали су феромагнетски све док је њихова релативна пропустљивост много већа од јединства.

На исти начин, парамагнетне материје имају релативну пропусност нешто изнад 1.

И на крају, дијамагнетни материјали имају релативну пропусност мало испод јединства. Разлог је што се магнетизирају на такав начин да производе поље које је супротно спољном магнетном пољу.

Вриједно је напоменути да феромагнетски материјали представљају феномен познат као хистереза, у којем чувају успомену на претходно примењена поља. Захваљујући овим карактеристикама они могу да формирају трајни магнет.

Слика 2. Феритна магнетна меморија. Извор: Викимедиа Цоммонс

Због магнетне меморије феромагнетских материјала, сећања на ране дигиталне рачунаре били су мали феритни тороиди којима су пролазили проводници. Тамо су сачували, извукли или избрисали садржај (1 или 0) меморије.

Материјали и њихова пропустљивост

Ево неколико материјала, са њиховом магнетном пропустљивошћу у Х / м и њиховом релативном пропустљивошћу у заградама:

Гвожђе: 6,3 к 10 ^-3 (5000)

Кобалтно гвожђе : 2,3 к 10 ^-2 (18000)

Никал-гвожђе: 1,25 к 10 ^-1 (100000)

Манган-цинк: 2,5 к 10 ^-2 (20000)

Угљенични челик: 1,26 к 10 ^-4 (100)

Неодимијумски магнет: 1,32 к 10 ^-5 (1,05)

Платинум: 1,26 к 10 ^-6 1.0003

Алуминијум: 1,26 к 10 ^-6 1.00002

Ваздух 1.256 к 10 ^-6 (1.0000004)

Тефлон 1.256 к 10 ^-6 (1.00001)

Суво дрво 1.256 к 10 ^-6 (1.0000003)

Бакар 1,27 к10 ^-6 (0,999)

Чиста вода 1,26 к 10 ^-6 (0,999992)

Суперпреводник: 0 (0)

Анализа табеле

Гледајући вредности у овој табели, види се да постоји прва група са магнетном пропустљивошћу у односу на вакуум са високим вредностима. То су феромагнетни материјали, веома погодни за производњу електромагнета за производњу великих магнетних поља.

Слика 3. Кривуље Б вс. Х за феромагнетске, парамагнетне и дијамагнетске материјале. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Затим имамо другу групу материјала, са релативном магнетном пропустљивошћу нешто изнад 1. То су парамагнетни материјали.

Тада можете видети материјале са релативном магнетном пропустљивошћу одмах испод јединства. То су дијамагнетни материјали попут чисте воде и бакра.

Напокон имамо суперпроводник. Суперпроводници имају нулту магнетну пропустљивост јер у потпуности искључује магнетно поље унутар њих. Суперпреводници се бескорисно користе у језгри електромагнета.

Међутим, често се граде суперпреводни електромагнети, али се суперпреводник користи у намотавању да би се успоставиле веома високе електричне струје које производе висока магнетна поља.

Референце

1. Диалнет. Једноставни експерименти за проналажење магнетне пропустљивости. Опоравак од: диалнет.унириоја.ес
2. Фигуероа, Д. (2005). Серија: Физика за науку и инжењерство. Том 6. Електромагнетизам. Уредио Доуглас Фигуероа (УСБ). 215-221.
3. Гианцоли, Д. 2006. Физика: принципи примјене. Дворана 6. Ед Прентице. 560-562.
4. Киркпатрицк, Л. 2007. Физика: поглед на свет. 6. скраћено издање. Ценгаге Леарнинг. 233.
5. ЈуТјуб. Магнетизам 5 - пропустљивост. Опоравак од: иоутубе.цом
6. Википедиа. Магнетно поље. Опоравак од: ес.википедиа.цом
7. Википедиа. Пропусност (електромагнетизам). Опоравак од: ен.википедиа.цом