Konstante magnetische Permeabilität und Tabelle

Der magnetische Permeabilität Es ist die physische Menge der Eigenschaft der Frage, ein eigenes Magnetfeld zu erzeugen, wenn es durch ein anderes Außenmagnetfeld durchdrungen wird.

Beide Felder: das externe und ihre eigenen, überlappen ein resultierendes Feld. Auf das äußere Feld, unabhängig vom Material, heißt es Magnetfeldintensität H, Während die Überlappung des Außenfeldes plus der im Material induzierte induzierte magnetische Induktion B.

Abbildung 1. Magnet mit einem magnetischen Permeabilitätsmaterialkern μ. Quelle: Wikimedia Commons.

Wenn es um homogene Materialien und Isotropos geht, die Felder H Und B Sie sind proportional. Und die Verhältnismäßigkeitskonstante (Klettern und positiv) ist die magnetische Permeabilität, bedeutet durch den griechischen Buchstaben μ:

B = μ H

Im internationalen System, wenn die magnetische Induktion B Es wird in Tesla (T) gemessen, während die Magnetfeldintensität H Es wird in Ampere auf der U -Bahn (A/M) gemessen. 

Angesichts der μ muss eine dimensionale Homogenität in der Gleichung garantieren, die Einheit von μ Im System, wenn es ist:

[μ] = (Tesla ≤ Meter)/Ampere = (t ≤ m)/a

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Magnetpermeabilität von Vakuum

Mal sehen, wie die Magnetfelder auftreten, deren absolute Werte wir Ihnen bezeichnen  B Und H, In einer Spule oder einem Magnet. Von dort aus wird das Konzept der magnetischen Permeabilität von Vakuum eingeführt.

Der Magnet besteht aus einem spiralgerollten Fahrer. Jede Spiralrunde heißt drehen. Wenn der Strom verabschiedet wird Yo Für den Magnet gibt es dann ein Elektromagnet, das ein Magnetfeld erzeugt B. 

Darüber hinaus der Wert der magnetischen Induktion B ist größer, soweit der Strom Yo Es ist erhöht. Und auch wenn die Dichte der Kurven zunimmt N (Nummer N von Kurven zwischen der Länge D des Magnets). 

Der andere Faktor, der den Wert des durch einen Magneten erzeugten Magnetfelds beeinflusst, ist die magnetische Permeabilität μ aus dem Material im Inneren. Schließlich ist die Größe dieses Feldes:

Kann Ihnen dienen: Induktive Reaktanz

B = μ. Yo .n = μ. Yo .(N/d)

Wie im vorherigen Abschnitt gesagt, die Magnetfeldintensität h Ist:

H = i.(N/d)

Das Größenfeld H, Dies hängt nur vom zirkulierenden Strom und dem Magnet die Dichte ab, "Permeen" zum magnetischen Permeabilitätsmaterial μ, veranlasst es zu magnetisieren. 

Dann gibt es ein Gesamtfeld der Größenordnung B, Es hängt von dem Material ab, das sich im Magnet befindet.

Leerer Magnet

In ähnlicher Weise, wenn das Material im Magneten das Vakuum ist, dann das Feld H "Permea" das Vakuum, das ein resultierendes Feld b erzeugt. Der Quotient zwischen dem Feld B im Vakuum und H Das durch den Magnet erzeugte Magnet definiert die Permeabilität von Vakuum, deren Wert lautet:

 μentweder = 4π x 10^-7 (T · m)/a

Es stellt sich heraus, dass der vorherige Wert eine genaue Definition bis zum 20. Mai 2019 war. Ab diesem Datum wurde eine Überprüfung des internationalen Systems durchgeführt, was dazu führt μentweder experimentell gemessen werden.

Die bisher getätigten Maßnahmen deuten jedoch darauf hin, dass dieser Wert extrem präzise ist.

Magneter Permeabilitätstabelle

Materialien haben eine charakteristische magnetische Durchlässigkeit. Jetzt ist es möglich, eine magnetische Durchlässigkeit mit anderen Einheiten zu finden. Nehmen wir zum Beispiel die Induktivitätseinheit, die Henry (H) ist:

1h = 1 (t ≤ m)²)/ZU. 

Im Vergleich dieser Einheit, die zu Beginn aufgetreten ist, ist zu sehen, dass es eine Ähnlichkeit gibt, obwohl der Unterschied der quadratische Messgerät ist, den der Henry besitzt. Aus diesem Grund wird die magnetische Permeabilität als Induktivität pro Längeeinheit angesehen:

[μ] = h/m.

Der Magnetische Permeabilität μ Es ist eng mit einer anderen physischen Eigenschaft der Materialien verwandt, die als die genannt Magnetische Anfälligkeit χ, welches definiert ist als:

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μ = μentweder (1 + χ)

Im vorherigen Ausdruck μentweder, Es ist der Magnetpermeabilität von Vakuum.

Der Magnetische Anfälligkeit χ Es ist die Verhältnismäßigkeit zwischen dem externen Feld H und das Magnetisierung des Materials M.

Relative Permeabilität

Es ist sehr häufig, die magnetische Durchlässigkeit in Bezug auf die Durchlässigkeit von Vakuum zu exprimieren. Es ist als relative Permeabilität bekannt und ist nichts weiter als der Quotient zwischen der Durchlässigkeit des Materials in Bezug auf das Vakuum.

Nach dieser Definition hat die relative Durchlässigkeit keine Einheiten. Aber es ist ein nützliches Konzept, Materialien zu klassifizieren. 

Zum Beispiel sind Materialien Ferromagnetisch, Solange seine relative Permeabilität viel größer ist als die Einheit.

Ebenso Substanzen paramagnetisch Sie haben eine relative Durchlässigkeit von knapp über 1.

Und schließlich haben diamagnetische Materialien relative Permeabilitäten direkt unter dem Gerät. Der Grund dafür ist, dass sie so magnetisiert werden, dass sie ein Feld produzieren, das sich dem Außenmagnetfeld widersetzt.

Es ist erwähnenswert, dass ferromagnetische Materialien ein Phänomen aufweisen. Aufgrund dieses Merkmals können sie einen dauerhaften Magneten bilden.

Figur 2. Ferrit magnetische Erinnerungen. Quelle: Wikimedia Commons

Aufgrund des magnetischen Gedächtnisses an ferromagnetischen Materialien waren die Memoiren der ursprünglichen digitalen Computer kleine Ferritbullen, die von Leitern gekreuzt wurden. Dort hielten sie den Inhalt (1 oder 0) aus dem Speicher, extrahierten oder löschten sie. 

Die Materialien und ihre Durchlässigkeit

Hier sind einige Materialien mit seiner magnetischen Permeabilität in H/M und in Klammern der relativen Permeabilität:

Eisen: 6.3 x 10^-3 (5000)

Kobalt-hierro: 2.3 x 10^-2 (18000)

Nickel-hierro: 1.25 x 10^-1 (100000)

Mangan-Zinc: 2.5 x 10^-2 (20000)

Kohlenstoffstahl: 1.26 x 10^-4 (100)

Es kann Ihnen dienen: Pascal Tonel: Wie es funktioniert und experimente

Neodimium -Magnet: 1.32 x 10^-5 (1.05)

Platin: 1.26 x 10^-6 1.0003

Aluminium: 1.26 x 10^-6 1.00002

Luft 1.256 x 10^-6 (1.0000004)

Teflon 1.256 x 10^-6 (1.00001)

Trockenes Holz 1.256 x 10^-6 (1.0000003)

Kupfer 1.27 x 10^-6 (0.999)

Reines Wasser 1.26 x 10^-6 (0.999992)

Superkonferenz: 0 (0)

Tabellenanalyse

Wenn Sie die Werte dieser Tabelle beobachten, ist ersichtlich, dass es eine erste Gruppe mit magnetischer Permeabilität gibt, die mit der von Vakuum mit hohen Werten zusammenhängt. Dies sind ferromagnetische Materialien, die für die Herstellung von Elektromagneten für die Herstellung großer Magnetfelder sehr geeignet sind.

Figur 3. Kurven B Vs. H für ferromagnetische, paramagnetische und diamagnetische Materialien. Quelle: Wikimedia Commons.

Dann haben wir eine zweite Gruppe von Materialien mit relativer magnetischer Permeabilität knapp über 1. Dies sind paramagnetische Materialien.

Dann sind Materialien mit relativer magnetischer Permeabilität direkt unterhalb der Einheit zu sehen. Dies sind diamagnetische Materialien wie reines Wasser und Kupfer.

Endlich haben wir einen Superkonferenz. Superkonferenzen haben keine magnetische Permeabilität, da das Magnetfeld im Inneren vollständig ausschließt. Superkonferenzen dienen nicht dazu, im Kern eines Elektromagnetens verwendet zu werden. 

In der Regel werden jedoch Superkonferenzelektromagnette gebaut, aber der Supraleiter wird in der Wicklung verwendet, um sehr hohe elektrische Ströme zu etablieren, die hohe Magnetfelder produzieren.

Verweise

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