Mágneses permeabilitás

Mágneses permeabilitás A permeabilitások egyszerűsített összehasonlítása: ferromágneses (μ f ), paramágneses (μ p ), szabad tér (μ 0 ) és diamagnetikus (μ d ). Kulcsadatok

SI egységek	Henry per méter (H / m) vagy Newton per square amper (N · A - 2).
Dimenzió	M · L · T -2 · I -2 $\,$ $\,$
Természet	Méret tenzor intenzív
Szokásos szimbólum	$\ mu$
Link más méretekhez	${\ vec {H}}$ = . ${\ displaystyle \ mu ^ {- 1}}$ ${\ vec {B}}$

A mágneses permeabilitás , a elektrodinamikája folytonos közegben lineáris rendszer, jellemzi a kar egy anyagot , hogy módosítsa a mágneses mező , vagyis, hogy módosítsa a vonalak a mágneses fluxus . Ez az érték tehát attól a közegtől függ, amelyben létrejön, ahol a mágneses mező lineárisan változik a mágneses gerjesztéssel . ${\ vec {B}}$ ${\ vec {H}}$

Ezzel ellentétben, a kiszabott értékű mágneses mezőre reagálva az anyag mágneses gerjesztéssel reagál annál intenzívebben, mivel a mágneses permeabilitás alacsony. A legkisebb hatás elve ekkor megköveteli, hogy a terepi vonalak előnyben részesítsék az erős mágneses permeabilitású területeken áthaladó pályákat. ${\ vec {B}}$ ${\ vec {H}}$

A mágneses tér csatornázása egy olyan anyagban, amely egyben vezető is, annál inkább csökken, mivel a mezők variációs gyakorisága, az áteresztőképesség és a vezetőképesség magas ( az indukált áramok miatt ).

Alkotmány viszony

Ha az anyag rezsimjét lineárisnak mondják, akkor a mágneses mezőt és a mágneses gerjesztő teret egy adott anyagban az úgynevezett "konstitutív" kapcsolat kapcsolja össze : ${\ vec {B}}$ ${\ vec {H}}$

{\ displaystyle {\ vec {B}} = \ mu \, {\ vec {H}}}

ahol μ a mágneses permeabilitása az anyag. A mágneses permeabilitást henrys / méterben mérjük (H · m –1 vagy H / m).

Figyelem, ez az alkotmányviszony kényelmes és sok esetben teljesül, de nem univerzális. Különösen a hiszterézis ciklusok , a telítettségi jelenségek , a kettős törésű közegek, a királis közegek, a nemlineáris optikai közegek stb. Kerülik el .

Az anyag mágneses permeabilitását a vákuumáteresztő képesség (H / m-ben kifejezve) és a relatív permeabilitás (dimenzió nélküli) szorzata fejezi ki : $\ mu$ $\ mu _ {0}$ ${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$

{\ displaystyle \ mu = \ mu _ {0} \, \ mu _ {\ mathrm {r}}}

$\ mu _ {0}$ univerzális állandó, a mágneses állandó (vagy a vákuum mágneses permeabilitása), amely 4π × 10 −7 H / m
${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$ az anyagtól függ.

A levegőben a vákuum, a gázok, a réz, az alumínium, a föld és egyéb anyagok megközelítőleg egyenlőek 1-vel, ezek az anyagok nem tudják a mágneses teret irányítani. ${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$

Átjárhatóság és mágnesesség típusa

Megkülönböztetünk diamagnetikus ( ezüst , réz , víz , arany , ólom , cink ...), paramágneses ( levegő , alumínium , magnézium , platina ...) és ferromágneses ( kobalt , vas , mu-fém , nikkel ...) anyagok.).

Általában a diamágneses és paramágneses anyagok relatív permeabilitási értéke 1-hez közeli. A diamagnetikus és paramágneses anyagok abszolút permeabilitása tehát gyakorlatilag megegyezik a vákuuméval, azaz 4π × 10 -7 H / m. $\ mu$

A ferromágneses anyagok permeabilitása nem állandó, hanem a mágneses gerjesztéstől függ . Alacsony értékei esetén a fennmaradó érték meglehetősen alacsony (küszöbértékről beszélünk, mielőtt a H gerjesztési mező jelentős B indukciót produkálna), de a maximumon való áthaladás értékével növekszik, és ezután újra egységessé válhat újabb küszöb a telítettség miatt (akkor mágneses telítettségről beszélünk). Ezért jelezzük a relatív permeabilitás maximális értékeit az alábbi táblázatban. ${\ vec {H}}$ ${\ vec {H}}$ $\Fal}$ ${\ vec {H}}$

Ferromágneses anyagok relatív mágneses permeabilitása 20 ° C-on

Ferromágneses anyagok	µ r (maximális érték)	Curie- hőmérséklet ° C-ban
Kobalt	250	1 130
Vas	5000	770
Mu-metal	100 000	420
Nikkel	600	358

A hőmérséklet hatása

A ferromágneses anyagok esetében van egy jellegzetes hőmérséklet, az úgynevezett Curie hőmérséklet T c , amely felett elvesztik ferromágneses tulajdonságukat, hogy ismét paramágnesessé váljanak. Az előző táblázat felsorol néhány értéket.

jegyzet

Ha a fénysebesség (vákuumban) és a (vákuum) permittivitása , akkor megvan a kapcsolat . $vs.$ $\ varepsilon _ {0}$ $c ^ {2} \ varepsilon _ {0} \ mu _ {0} = 1$

Az anyagok mágneses permeabilitása

Egyes anyagok mágneses permeabilitása

Anyagok	Permeabilitás μ r	Permeabilitás μ [H / m]	Mágneses érzékenység χ m
Szupravezetők	0	0	-1
Bizmut	0,999 834		-1,66 × 10 −4
Víz	0,999 992	1 256 627 0 × 10 −6	-8,0 × 10 −6
Réz	0,999 994	1 256 629 0 × 10 −6	-6,4 × 10 −6 –9,2 × 10 −6
Zafír	0,999 999 76	1 256 636 8 × 10 −6	-2,1 × 10 −7
Hidrogén	1 000 000 0	1 256 637 1 × 10 −6	-2,2 × 10 −9
Üres	1 (definíció szerint)	4 × 10 −7 π vagy 1,256 637 1 × 10 −6	0
Teflon	1 000 0	1,256 7 × 10 −6
Levegő	1 000 000 37
Faipari	1 000 000 43
Alumínium	1 000 022	1 256 665 0 × 10 −6	2,22 × 10 −5
Platina	1000 265	1 256 970 1 × 10 −6
Neodímium mágnes	1.05
Ferrit (nikkel-cink)	16 - 640	2,0 × 10 −5 - 8,0 × 10 −4
Acél	100 - 600	1,26 × 10 −4 - 7,54 × 10 −4
Nikkel	100 - 600	1,26 × 10 −4 - 7,54 × 10 −4
Ferrit (mangán-cink)	≥ 640	> 8,0 × 10 −4
Puha vas	4000	5,0 × 10 −3
Pemalloy	8000	1,0 × 10 −2	8000
Mu-metal	20 000 - 50 000	2,5 × 10 −2
Metglas (en)	1 000 000	1.25

Megjegyzések és hivatkozások

(en) David Jiles, Bevezetés a mágnességbe és a mágneses anyagokba , New York, CRC Press ,1998, 568 p. ( ISBN 978-0-412-79860-3 , online olvasás ) , p. 96.
(en) David Jiles, Bevezetés a mágnességbe és a mágneses anyagokba , New York, CRC Press ,1998, 568 p. ( ISBN 978-0-412-79860-3 , online olvasás ) , p. 354.

Kapcsolódó cikkek