Jatkuva magneettinen läpäisevyys ja taulukko

Se magneettinen läpäisevyys Se on oman magneettikentänsä luomisen ominaisuuden fyysinen määrä, kun se läpäisee toinen ulkopintainen magneettikenttä.

Molemmat kentät: ulkoinen ja oma, päällekkäisyys saadaan tuloksena oleva kenttä. Materiaalista riippumattomaan ulkokentälle sitä kutsutaan Magneettikentän voimakkuus H, Vaikka ulkokentän päällekkäisyys sekä materiaalissa indusoitu magneettinen induktio B -.

Kuvio 1. Solenoidi, jolla on magneettinen läpäisevyysmateriaali ydin μ. Lähde: Wikimedia Commons.

Kun kyse on homogeenisista materiaaleista ja isotropoista, kentät H ja B - Ne ovat verrannollisia. Ja suhteellisuusvakio (kiipeily ja positiivinen) on magneettinen läpäisevyys, tarkoittaa kreikkalaisen kirjaimen μ:

B - = μ H

Kansainvälisessä järjestelmässä, jos magneettinen induktio B - Se mitataan Teslassa (t), kun taas Magneettikentän voimakkuus H Se mitataan ampeerina metrolla (A/M). 

Kun otetaan huomioon μ on taataan yhtälön mittayksikkö, yksikkö μ Järjestelmässä, jos se on:

[μ] = (tesla ⋅ metri)/ampeer = (t ⋅ m)/a

[TOC]

Tyhjiön magneettinen läpäisevyys

Katsotaanpa, miten magneettikentät esiintyvät, joiden absoluuttiset arvot merkitsemme sinua  B - ja H, Kelassa tai solenoidissa. Sieltä otetaan käyttöön tyhjiön magneettisen läpäisevyyden käsite.

Solenoidi koostuu kierrevalssatusta kuljettajasta. Jokaista spiraalikierrosta kutsutaan vuoro. Jos virta ohitetaan Yllyttää Solenoidille on sitten sähkömagneetti, joka tuottaa magneettikentän B -. 

Lisäksi magneettisen induktion arvo B - on suurempi siinä määrin kuin virta Yllyttää Se on lisääntynyt. Ja myös kun käännöstiheys kasvaa n (määrä N käännöksiä pituuden välillä d -d solenoidista). 

Toinen tekijä, joka vaikuttaa solenoidin tuottaman magneettikentän arvoon, on magneettinen läpäisevyys μ sisäpuolella olevasta materiaalista. Lopuksi, tämän kentän suuruus on:

Voi palvella sinua: induktiivinen reaktanssi

B = μ. Yllyttää .n = μ. Yllyttää .(N/D)

Kuten edellisessä osassa sanottiin, Magneettikentän voimakkuus H On:

H = i.(N/D)

Tuo suuruuskenttä H, joka riippuu vain kiertävästä virrasta ja solenoidi muuttuu tiheydelle, "permea" magneettiseen läpäisevyysmateriaaliin μ, aiheuttaen sen magnetoinnin. 

Sitten on kokonaiskenttäkenttä B -, Se riippuu materiaalista, joka on solenoidin sisällä.

Tyhjä solenoidi

Samoin, jos solenoidin sisällä oleva materiaali on tyhjiö, niin kenttä H "permea" tyhjiö tuottaa tuloksena olevan kentän B. Kentän välinen osuus B - tyhjiössä ja H Solenoidin tuottama määrittelee tyhjiön läpäisevyyden, jonka arvo on:

 μjompikumpi = 4π x 10^-7 (T⋅m)/a

Osoittautuu, että edellinen arvo oli tarkka määritelmä 20. toukokuuta 2019 saakka. Tästä päivästä lähtien tehtiin katsaus kansainväliseen järjestelmään, mikä johtaa siihen μjompikumpi mitataan kokeellisesti.

Toistaiseksi tehdyt toimenpiteet osoittavat kuitenkin, että tämä arvo on erittäin tarkka.

Magneettinen läpäisevyystaulukko

Materiaaleilla on ominainen magneettinen läpäisevyys. Nyt on mahdollista löytää magneettinen läpäisevyys muiden yksiköiden kanssa. Otetaan esimerkiksi induktanssiyksikkö, joka on Henry (H):

1H = 1 (t ⋅ m²)/. 

Vertaamalla tätä alussa tapahtuvaa yksikköä, nähdään, että samankaltaisuus on, vaikka ero on neliömetri, jolla Henryllä on. Tästä syystä magneettinen läpäisevyys pidetään induktanssina pituusyksikköä kohti:

[μ] = h/m.

Se Magneettinen läpäisevyys μ Se liittyy läheisesti materiaalien toiseen fyysiseen omaisuuteen, nimeltään magneettiherkkyys χ, joka on määritelty:

Voi palvella sinua: Mekaaninen energia: kaavat, konsepti, tyypit, esimerkit, harjoitukset

μ = μjompikumpi (1 + χ)

Edellisessä ilmaisussa μjompikumpi, Se on Tyhjiön magneettinen läpäisevyys.

Se magneettiherkkyys χ Se on ulkoisen kentän välinen suhteellisuus H ja magnetointi materiaalista M.

Suhteellinen läpäisevyys

On hyvin yleistä ilmaista magneettinen läpäisevyys suhteessa tyhjiön läpäisevyyteen. Sitä kutsutaan suhteellisena läpäisevyytenä ja ei ole muuta kuin materiaalin läpäisevyyden välinen osoitus tyhjiön läpäisevyyden välillä.

Tämän määritelmän mukaan suhteellisella läpäisevyydellä ei ole yksiköitä. Mutta materiaalien luokitteleminen on hyödyllinen käsite. 

Esimerkiksi materiaalit ovat Ferromagneettinen, Niin kauan kuin sen suhteellinen läpäisevyys on paljon suurempi kuin yksikkö.

Samoin aineet paragneettinen Heillä on suhteellinen läpäisevyys vain 1.

Ja lopuksi diamagneettiset materiaalit ovat suhteellisen läpäisevyydet vain yksikön alapuolella. Syynä on, että ne on magnetoitu siten, että he tuottavat kentän, joka vastustaa ulkopintamagneettikentän.

On syytä mainita, että ferromagneettisissa materiaaleissa on ilmiö, joka tunnetaan nimellä "hystereesi", jossa ne pitävät muistia aiemmin käytetyistä kentistä. Tämän ominaisuuden perusteella ne voivat muodostaa pysyvän magneetin.

Kuva 2. Ferriitti magneettiset muistot. Lähde: Wikimedia Commons

Ferromagneettisten materiaalien magneettisen muistin vuoksi primaalisten digitaalisten tietokoneiden muistelmat olivat pieniä ferriittijohtimia, jotka johtimet ylittävät. Siellä he pitivät, purkautuivat tai poistivat sisällön (1 tai 0) muistista. 

Materiaalit ja niiden läpäisevyys

Tässä on joitain materiaaleja, ja sen magneettinen läpäisevyys H/M: ssä ja suluissa sen suhteellinen läpäisevyys:

Rauta: 6.3 x 10^-3 (5000)

Koboltihierro: 2.3 x 10^-2 (18000)

Nickel-Hierro: 1.25 x 10^-1 (100000)

Mangaani-Zinc: 2.5 x 10^-2 (20000)

Hiiliteräs: 1.26 x 10^-4 (100)

Se voi palvella sinua: Pascal Tonel: Kuinka se toimii ja kokeilut

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

Platina: 1.26 x 10^-6 1.0003

Alumiini: 1.26 x 10^-6 1.00002

Ilma 1.256 x 10^-6 (1.0000004)

Teflon 1.256 x 10^-6 (1.00001)

Kuivaa puuta 1.256 x 10^-6 (1.0000003)

Kupari 1.27 x10^-6 (0.999)

Puhdas vesi 1.26 x 10^-6 (0.999992)

Suprajohde: 0 (0)

Taulukkoanalyysi

Tämän taulukon arvojen tarkkailemisessa voidaan nähdä, että on olemassa ensimmäinen ryhmä, jolla on magneettinen läpäisevyys, jolla on korkeat arvot, joilla on korkeat arvot. Nämä ovat ferromagneettisia materiaaleja, jotka ovat erittäin sopivia sähkömagneettien valmistukseen suurten magneettikenttien tuottamiseksi.

Kuva 3. Käyrät b vs. H ferromagneettisille, paramagneettisille ja diamagneettisille materiaaleille. Lähde: Wikimedia Commons.

Sitten meillä on toinen materiaaliryhmä, suhteellisen magneettinen läpäisevyys on vain 1. Nämä ovat paramagneettisia materiaaleja.

Sitten materiaalit, joilla on suhteellinen magneettinen läpäisevyys, voidaan nähdä juuri yksikön alapuolella. Nämä ovat diamagneettisia materiaaleja, kuten puhdas vesi ja kupari.

Viimeinkin meillä on suprajohde. Suprajohtimilla on nolla magneettinen läpäisevyys, koska sisällä oleva magneettikenttä sulkee kokonaan pois. Suprajohteita ei ole käytettävä sähkömagneetin ytimessä. 

Suprajohteita kuitenkin yleensä rakennetaan, mutta suprajohtoa käytetään käämityksessä erittäin korkeiden sähkövirtojen luomiseksi, jotka tuottavat korkeat magneettikentät.

Viitteet

1. Valhe. Yksinkertaiset kokeet magneettisen läpäisevyyden löytämiseksi. Palautettu: Dialnet.yhtenäinen.On
2. Figueroa, D. (2005). Sarja: Tieteen ja tekniikan fysiikka. Osa 6. Sähkömagnetismi. Toimittanut Douglas Figueroa (USB). 215-221.
3. Giancoli, D.  2006. Fysiikka: sovellusten periaatteet. Kuudes.Ed Prentice Hall. 560-562.
4. Kirkpatrick, L. 2007. Fysiikka: Katsaus maailmaan. Kuudes lyhennetty painos. Cengage -oppiminen. 233.
5. YouTube. Magnetismi 5 - läpäisevyys. Palautettu: YouTube.com
6. Wikipedia. Magneettikenttä. Palautettu: on.Wikipedia.com
7. Wikipedia. Läpäisevyys (sähkömagnetismi). Haettu: vuonna.Wikipedia.com