Hoofd wetenschap

Fysica van magnetische permeabiliteit

Fysica van magnetische permeabiliteit
Fysica van magnetische permeabiliteit

Video: 5.35 Magnetische permeabiliteit ; ferro-, para- en diamagnetisme. 2024, September

Video: 5.35 Magnetische permeabiliteit ; ferro-, para- en diamagnetisme. 2024, September
Anonim

Magnetische permeabiliteit, relatieve toename of afname van het resulterende magnetische veld in een materiaal vergeleken met het magnetiserende veld waarin het gegeven materiaal zich bevindt; of de eigenschap van een materiaal dat gelijk is aan de magnetische fluxdichtheid B die binnen het materiaal is vastgesteld door een magnetiserend veld gedeeld door de magnetische veldsterkte H van het magnetiserende veld. Magnetische permeabiliteit μ (Grieks mu) wordt dus gedefinieerd als μ = B / H. De magnetische fluxdichtheid B is een maat voor het werkelijke magnetische veld in een materiaal dat wordt beschouwd als een concentratie van magnetische veldlijnen of flux per oppervlakte-eenheid in dwarsdoorsnede. Magnetische veldsterkte H is een maat voor het magnetiserende veld dat wordt geproduceerd door elektrische stroom in een draadspoel.

In lege of vrije ruimte is de magnetische fluxdichtheid hetzelfde als het magnetiserende veld omdat het niet uitmaakt om het veld te wijzigen. In centimeter-gram-seconde (cgs) -eenheden is de permeabiliteit B / H van ruimte dimensieloos en heeft een waarde van 1. In meter-kilogram-seconde (mks) en SI-eenheden hebben B en H verschillende afmetingen en de permeabiliteit vrije ruimte (gesymboliseerd μ 0) werd gedefinieerd als gelijk aan 4π × 10 - 7 weber per ampèremeter, zodat de mks-eenheid van elektrische stroom hetzelfde kan zijn als de praktische eenheid, de ampère. Met de herdefinitie van de ampère in 2019 is μ 0 niet langer gelijk aan 4π × 10 - 7 weber per ampèremeter en moet experimenteel worden bepaald. ([Μ 0 / 4π × 10 - 7] is echter 1,00000000055, nog steeds zeer dicht bij zijn vroegere waarde.) In deze systemen wordt de permeabiliteit, B / H, de absolute permeabiliteit μ van het medium genoemd. De relatieve permeabiliteit μ r wordt dan gedefinieerd als de verhouding μ / μ 0, die dimensieloos is. De relatieve permeabiliteit van vrije ruimte of vacuüm is dus 1.

Materialen kunnen magnetisch worden geclassificeerd op basis van hun permeabiliteit. Een diamagnetisch materiaal heeft een constante relatieve permeabiliteit, iets minder dan 1. Wanneer een diamagnetisch materiaal, zoals bismut, in een magnetisch veld wordt geplaatst, wordt het externe veld gedeeltelijk verdreven en wordt de magnetische fluxdichtheid daarin enigszins verlaagd. Een paramagnetisch materiaal heeft een constante relatieve permeabiliteit, iets meer dan 1. Wanneer een paramagnetisch materiaal, zoals platina, in een magnetisch veld wordt geplaatst, wordt het licht gemagnetiseerd in de richting van het externe veld. Een ferromagnetisch materiaal, zoals ijzer, heeft geen constante relatieve permeabiliteit. Naarmate het magnetisatieveld toeneemt, neemt de relatieve permeabiliteit toe, bereikt een maximum en neemt vervolgens af. Gezuiverd ijzer en veel magnetische legeringen hebben een maximale relatieve permeabiliteit van 100.000 of meer.