Tärkein tiede

Magneettisen läpäisevyyden fysiikka

Magneettisen läpäisevyyden fysiikka
Magneettisen läpäisevyyden fysiikka

Video: Fysiikka yläkoulu: magnetismi 2024, Syyskuu

Video: Fysiikka yläkoulu: magnetismi 2024, Syyskuu
Anonim

Magneettinen läpäisevyys, tuloksena olevan magneettikentän suhteellinen lisäys tai lasku materiaalin sisällä verrattuna magnetoivaan kenttään, jossa annettu materiaali sijaitsee; tai materiaalin ominaisuus, joka on yhtä suuri kuin magnetointikenttä, joka on muodostettu materiaaliin magnetointikentän avulla jaettuna magnetointikentän magneettikentän voimakkuudella H. Magneettinen läpäisevyys μ (kreikkalainen mu) määritellään siten μ = B / H. Magneettivuon tiheys B on materiaalin todellisen magneettikentän mitta, jota pidetään magneettikenttäviivojen tai flux-pitoisuutena poikkileikkausyksikköä kohti. Magneettikentän voimakkuus H on magnetointikentän mitta, joka syntyy sähkövirran virtauksesta lankakelassa.

Tyhjässä tai vapaassa tilassa magneettisen vuon tiheys on sama kuin magnetoiva kenttä, koska kenttää ei ole syytä muuttaa. Senttimereinä – gramman sekunnissa (cgs) yksikköinä, avaruuden läpäisevyys B / H on mitaton ja sen arvo on 1. Metri-kilogrammassa sekunnissa (mks) ja SI-yksiköissä B: llä ja H: llä on eri mitat ja läpäisevyys vapaan tilan (symbolisoitu μ 0) määriteltiin yhtä suureksi kuin 4π × 10 - 7 weberä / ampeerimittari, niin että mks-yksikkö sähkövirta voi olla sama kuin käytännöllinen yksikkö, ampeeri. Kanssa uudelleenmäärittämisestä ampeeri vuonna 2019, u 0 ei enää ole yhtä suuri kuin 4π x 10 - 7 Weber per ampeeri-mittari ja se on määritettävä kokeellisesti. (Kuitenkin [μ 0 / 4π × 10 - 7] on 1,00000000055, silti hyvin lähellä entistä arvoa.) Näissä järjestelmissä läpäisevyyttä, B / H, kutsutaan väliaineen absoluuttiseksi läpäisevyydeksi μ. Suhteellinen permeabiliteetti μ r määritellään sitten suhteena μ / μ 0, joka on dimensioton. Siten vapaan tilan eli tyhjiön suhteellinen läpäisevyys on 1.

Materiaalit voidaan luokitella magneettisesti niiden läpäisevyyden perusteella. Diamagneettisen materiaalin suhteellinen läpäisevyys on vakio hieman alle 1. Kun diamagneettinen materiaali, kuten vismutti, sijoitetaan magneettikenttään, ulkoinen kenttä poistetaan osittain ja magneettisen vuon tiheys sen sisällä pienenee hieman. Paramagneettisella materiaalilla on vakio suhteellinen läpäisevyys hiukan yli 1. Kun paramagneettinen materiaali, kuten platina, sijoitetaan magneettikenttään, se muuttuu hieman magnetoituneeksi ulkoisen kentän suuntaan. Ferromagneettisella materiaalilla, kuten raudalla, ei ole vakio suhteellista läpäisevyyttä. Kun magnetoiva kenttä kasvaa, suhteellinen läpäisevyys kasvaa, saavuttaa maksimiarvon ja sitten pienenee. Puhdistetun raudan ja monien magneettiseosten suhteellinen läpäisevyys on vähintään 100 000.