Permeabilitatea magnetică- mărime fizică, coeficient (în funcţie de proprietăţile mediului) care caracterizează relaţia dintre inducţia magnetică texvc nu a fost găsit; Consultați matematica/README pentru ajutor pentru configurare.): (B)și puterea câmpului magnetic Nu se poate analiza expresia (Fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați matematica/README pentru ajutor pentru configurare.): (H)în materie. Pentru medii diferite acest coeficient este diferit, așa că se vorbește despre permeabilitatea magnetică a unui anumit mediu (adică compoziția, starea, temperatura acestuia etc.).
Găsit pentru prima dată în lucrarea lui Werner Siemens din 1881 „Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus” („Contribuția la teoria electromagnetismului”).
De obicei notat Literă greacă Nu se poate analiza expresia (Fișier executabil texvc . Poate fi fie un scalar (pentru substanțele izotrope) fie un tensor (pentru substanțele anizotrope).
În general, relația dintre inducția magnetică și intensitatea câmpului magnetic prin permeabilitatea magnetică este introdusă ca
Nu se poate analiza expresia (Fișier executabiltexvc nu a fost găsit; Consultați matematica/README pentru ajutor de configurare.): \vec(B) = \mu\vec(H),
Şi Nu se poate analiza expresia (Fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați math/README pentru ajutor de configurare.): \muîn cazul general, acesta ar trebui înțeles ca un tensor, care în notația componentelor corespunde cu:
texvc nu a fost găsit; Vezi matematică/README - ajutor la configurare.): \ B_i = \mu_(ij)H_j
Pentru substanțele izotrope raportul:
Nu se poate analiza expresia (Fișier executabiltexvc nu a fost găsit; Consultați matematica/README pentru ajutor pentru configurare.): \vec(B) = \mu\vec(H)
poate fi înțeles în sensul înmulțirii unui vector cu un scalar (permeabilitatea magnetică se reduce în acest caz la un scalar).
Adesea desemnarea Nu se poate analiza expresia (Fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați math/README pentru ajutor de configurare.): \mu este folosit altfel decât aici, și anume pentru permeabilitatea magnetică relativă (în acest caz Nu se poate analiza expresia (Fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați math/README pentru ajutor de configurare.): \mu coincide cu cea din GHS).
Dimensiunea permeabilității magnetice absolute în SI este aceeași cu dimensiunea constantei magnetice, adică Gn / sau / 2.
Permeabilitatea magnetică relativă în SI este legată de susceptibilitatea magnetică χ prin relație
Nu se poate analiza expresia (Fișier executabiltexvc nu a fost găsit; Vezi matematică/README - ajutor la configurare.): \mu_r = 1 + \chi,
Clasificarea substanţelor după valoarea permeabilităţii magnetice
Marea majoritate a substanțelor aparțin fie clasei de diamagneți ( Nu se poate analiza expresia (Fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați math/README pentru ajutor pentru configurare.): \mu \lessapprox 1), sau la clasa paramagneților ( Nu se poate analiza expresia (Fișier executabil texvc nu a fost găsit; Consultați math/README pentru ajutor pentru configurare.): \mu \gtrapprox 1). Dar o serie de substanțe (feromagneți), de exemplu fierul, au proprietăți magnetice mai pronunțate.
La feromagneți, din cauza histerezii, conceptul de permeabilitate magnetică, strict vorbind, nu este aplicabil. Totuși, într-un anumit interval de modificări ale câmpului de magnetizare (astfel încât magnetizarea reziduală să poată fi neglijată, dar înainte de saturare), este încă posibil, la o aproximare mai bună sau mai proastă, să se prezinte această dependență ca fiind liniară (și pentru magnetic soft). materialelor, limita inferioară poate să nu fie prea semnificativă în practică), iar în acest sens, valoarea permeabilității magnetice poate fi măsurată și pentru acestea.
Permeabilitatea magnetică a unor substanțe și materiale
Susceptibilitatea magnetică a unor substanțe
Susceptibilitatea magnetică și permeabilitatea magnetică a unor materiale
| Mediu | Susceptibilitate χ m (volum, SI) |
Permeabilitatea μ [H/m] | Permeabilitatea relativă μ/μ 0 | Câmp magnetic | Frecvența maximă |
|---|---|---|---|---|---|
| Metglas (engleză) Metglas ) | 1,25 | 1 000 000 | la 0,5 T | 100 kHz | |
| Nanoperm Nanoperm ) | 10×10 -2 | 80 000 | la 0,5 T | 10 kHz | |
| Mu metal | 2,5×10 -2 | 20 000 | la 0,002 T | ||
| Mu metal | 50 000 | ||||
| Permalloy | 1,0×10 -2 | 70 000 | la 0,002 T | ||
| Oțel electric | 5,0×10 -3 | 4000 | la 0,002 T | ||
| Ferită (nichel-zinc) | 2,0×10 -5 - 8,0×10 -4 | 16-640 | 100 kHz ~ 1 MHz [[K:Wikipedia:Articole fără surse (țara: Eroare Lua: callParserFunction: funcția „#property” nu a fost găsită. )]][[K:Wikipedia:Articole fără surse (țara: Eroare Lua: callParserFunction: funcția „#property” nu a fost găsită. )]] | ||
| Ferită (mangan-zinc) | >8,0×10 -4 | 640 (sau mai mult) | 100 kHz ~ 1 MHz | ||
| Oţel | 8,75×10 -4 | 100 | la 0,002 T | ||
| Nichel | 1,25×10 -4 | 100 - 600 | la 0,002 T | ||
| Magnet de neodim | 1.05 | până la 1,2-1,4 T | |||
| Platină | 1,2569701×10 -6 | 1,000265 | |||
| Aluminiu | 2,22×10 -5 | 1,2566650×10 -6 | 1,000022 | ||
| Copac | 1,00000043 | ||||
| Aer | 1,00000037 | ||||
| Beton | 1 | ||||
| Vid | 0 | 1,2566371×10 -6 (μ 0) | 1 | ||
| Hidrogen | -2,2×10 -9 | 1,2566371×10 -6 | 1,0000000 | ||
| teflon | 1,2567×10 -6 | 1,0000 | |||
| Safir | -2,1×10 -7 | 1,2566368×10 -6 | 0,99999976 | ||
| Cupru | -6,4×10 -6 sau -9,2×10 -6 |
1,2566290×10 -6 | 0,999994 | ||
| Apă | -8,0×10 -6 | 1,2566270×10 -6 | 0,999992 | ||
| Bismut | -1,66×10 -4 | 0,999834 | |||
| Supraconductori | −1 | 0 | 0 |
Vezi de asemenea
Scrieți o recenzie despre articolul „Permeabilitatea magnetică”
Note
Extras care caracterizează Permeabilitatea magnetică
Mi-a părut atât de rău pentru el!.. Dar, din păcate, nu am fost în puterea mea să-l ajut. Și sincer îmi doream să știu cum l-a ajutat această fetiță extraordinară...- Le-am găsit! – repetă Stella din nou. – Nu știam cum să fac, dar bunica m-a ajutat!
S-a dovedit că Harold, în timpul vieții sale, nici măcar nu a avut timp să afle cât de teribil a suferit familia lui în timp ce a murit. Era un cavaler războinic și a murit înainte ca orașul său să cadă în mâinile „călăilor”, așa cum a prezis soția sa.
Dar de îndată ce s-a trezit în această lume necunoscută și minunată a oamenilor „dispăruți”, a putut să vadă imediat cât de crud și fără milă i-au tratat pe „singurii și dragi” săi. soarta rea. Apoi, ca un posedat, a petrecut o veșnicie încercând cumva, undeva, să-i găsească pe acești oameni, cei mai dragi lui din toată lumea largă... Și i-a căutat foarte mult timp, mai bine de o mie de ani, până când Într-o zi, o persoană complet necunoscută, o fată dulce, Stella, nu s-a oferit să „l facă fericit” și nu a deschis acea „cealaltă” ușă pentru a le găsi în sfârșit pentru el...
- Vrei să-ți arăt? – sugeră din nou fetița,
Dar nu mai eram atât de sigur dacă vreau să văd altceva... Pentru că viziunile pe care tocmai le-a arătat mă răneau sufletul și era imposibil să scap atât de repede de ele ca să vreau să văd un fel de continuare...
„Dar vrei să vezi ce s-a întâmplat cu ei!” – micuța Stella a declarat cu încredere „faptul”.
M-am uitat la Harold și am văzut în ochii lui înțelegerea completă a ceea ce tocmai am experimentat în mod neașteptat.
– Știu ce ai văzut... L-am privit de multe ori. Dar ei sunt fericiți acum, mergem să ne uităm foarte des la ei... Și la „foștii” lor... – spuse încet „cavalerul trist”.
Și abia atunci mi-am dat seama că Stella, pur și simplu, când și-a dorit, l-a transferat în propriul său trecut, așa cum tocmai făcuse ea!!! Și a făcut-o aproape jucăuș!... Nici nu am observat cum această fată minunată și strălucitoare a început să „mă lege de ea” din ce în ce mai mult, devenind pentru mine aproape un adevărat miracol, pe care îmi doream la nesfârșit să văd... Și pe care nu voiam să-l părăsesc deloc... Atunci nu știam aproape nimic și nu puteam face nimic decât ceea ce puteam să înțeleg și să învăț eu însumi și chiar îmi doream să învăț măcar ceva de la ea cât mai existau așa ceva. o oportunitate.
- Te rog vino la mine! – Stella, întristat brusc, șopti încet, „știi că nu poți rămâne aici încă... Bunica a spus că nu vei sta foarte, foarte mult timp... Că încă nu poți muri.” Dar tu vii...
Totul în jur a devenit brusc întunecat și rece, de parcă norii negri ar fi acoperit dintr-o dată o lume Stella atât de colorată și strălucitoare...
- Oh, nu te gândi la lucruri atât de groaznice! – fata s-a indignat și, ca un artist cu o pensulă pe o pânză, a „pictat” rapid totul din nou într-o culoare deschisă și veselă.
- Ei bine, este chiar mai bine? – a întrebat ea mulțumită.
„Au fost într-adevăr doar gândurile mele?...” Nu am crezut din nou.
- Ei bine, desigur! – a râs Stella. „Ești puternic, așa că creezi totul în jurul tău în felul tău.”
– Atunci cum să gândesc?.. – Încă nu am putut „intru” în neînțeles.
„Doar taci și arată doar ceea ce vrei să arăți”, a spus prietenul meu minunat, desigur. „Bunica mea m-a învățat asta.”
M-am gândit că se pare că a venit și eu timpul să o „șocez” puțin pe bunica mea „secretă”, care (eram aproape sigură de asta!) probabil știa ceva, dar din anumite motive nu a vrut să mă învețe nimic încă. .. .
„Deci vrei să vezi ce s-a întâmplat cu cei dragi lui Harold?” – întrebă fetița nerăbdătoare.
Sincer să fiu, nu aveam prea multe dorințe, deoarece nu eram sigur la ce să mă aștept de la acest „show”. Dar pentru a nu o jigni pe generoasa Stella, a fost de acord.
— Nu vă voi arăta mult timp. Iţi promit! Dar ar trebui să știi despre ei, nu?... – a spus fata cu o voce fericită. - Uite, fiul va fi primul...
Spre marea mea surprindere, spre deosebire de ceea ce văzusem înainte, ne-am trezit într-un timp și un loc complet diferit, care era asemănător cu Franța și în îmbrăcăminte care amintește de secolul al XVIII-lea. O trăsură frumoasă acoperită circula pe o stradă largă asfaltată, în interiorul căreia stăteau un tânăr și o femeie în costume foarte scumpe și, aparent, într-o dispoziție foarte proastă... Tânărul i-a dovedit cu încăpățânare ceva fetei, iar ea. , neascultându-l deloc, plutea liniştită undeva în visele ei, ceea ce chiar l-a iritat pe tânăr...
- Vezi tu, el este! Acesta este la fel" băiețel—... numai după mulți, mulți ani, șopti Stella încet.
- De unde știi că este cu adevărat el? – încă nu prea înțeleg, am întrebat.
- Ei bine, desigur, este foarte simplu! – fetița s-a uitat la mine surprinsă. – Cu toții avem o esență, iar esența are propria „cheie” prin care fiecare dintre noi poate fi găsit, trebuie doar să știi să cauți. Uite...
Mi-a arătat din nou copilul, fiul lui Harold.
– Gândește-te la esența lui și vei vedea...
Și am văzut imediat o entitate transparentă, strălucitoare, surprinzător de puternică, pe pieptul căreia ardea o stea energetică neobișnuită „diamantă”. Această „stea” strălucea și strălucea cu toate culorile curcubeului, acum scăzând, acum crescând, parcă pulsa încet, și scânteia atât de strălucitor, de parcă ar fi fost cu adevărat creată din cele mai uimitoare diamante.
– Vezi această stea ciudată inversată pe pieptul lui? - Aceasta este „cheia” lui. Și dacă încerci să-l urmezi, ca pe un fir, atunci te va duce direct la Axel, care are aceeași stea - aceasta este aceeași esență, doar în următoarea sa încarnare.
M-am uitat la ea cu toți ochii și, aparent, observând asta, Stella a râs și a recunoscut veselă:
– Să nu credeți că eu însumi am fost – bunica m-a învățat!...
Mi-a fost foarte rușine să mă simt ca un complet incompetent, dar dorința de a afla mai multe era de o sută de ori mai puternică decât orice rușine, așa că mi-am ascuns mândria cât mai profund posibil și am întrebat cu atenție:
– Dar cum rămâne cu toate aceste „realități” uimitoare pe care le vedem aici acum? La urma urmei, aceasta este viața specifică a altcuiva și nu le creați în același mod în care vă creați toate lumile?
- O, nu! – fetița s-a bucurat din nou că a avut ocazia să-mi explice ceva. - Desigur că nu! Acesta este doar trecutul în care toți acești oameni au trăit cândva, și eu doar te duc pe tine și pe mine acolo.
- Și Harold? Cum vede el toate astea?
- Oh, e ușor pentru el! El este la fel ca mine, mort, așa că se poate muta oriunde vrea. La urma urmei, nu mai are corp fizic, așa că esența lui nu cunoaște niciun obstacol aici și poate merge oriunde dorește... la fel ca mine... - a încheiat fetița mai tristă.
M-am gândit cu tristețe că ceea ce pentru ea a fost doar un „simplu transfer în trecut”, pentru mine, se pare că pentru o lungă perioadă de timp va fi un „mister în spatele șapte lacăte”... Dar Stella, parcă auzindu-mi gândurile, s-a grăbit imediat să ma linisteste:
- Vei vedea, e foarte simplu! Trebuie doar să încerci.
– Și aceste „chei”, nu se repetă niciodată de alții? – Am decis să-mi continui întrebările.
„Nu, dar uneori se întâmplă și altceva...” din anumite motive, a răspuns micuțul zâmbind amuzant. „Tocmai așa am fost prins la început, pentru care chiar m-au bătut foarte rău... Oh, a fost atât de prost!...”
- Cum? – am întrebat, foarte interesată.
Stella a răspuns imediat vesel:
- Oh, asta a fost foarte amuzant! - și după ce s-a gândit puțin, a adăugat, „dar este și periculos... Mă uitam pe toate „etajele” pentru întruparea trecută a bunicii mele și, în locul ei, o cu totul altă entitate a venit de-a lungul „firului” ei. , care a reușit cumva să „copie” „floarea” bunicii mele (aparent și o „cheie”!) și, exact când am avut timp să mă bucur că am găsit-o în sfârșit, această entitate necunoscută m-a lovit fără milă în piept. Da, atât de mult încât sufletul meu aproape a zburat!...
- Cum ai scapat de ea? – Am fost surprins.
„Ei bine, să fiu sinceră, nu am scăpat de asta...” fata a devenit jenată. - Tocmai am sunat-o pe bunica mea...
– Cum numiți „pardoseli”? — Încă nu m-am putut liniști.
– Ei bine, astea sunt „lumi” diferite în care trăiesc esențele morților... În cele mai frumoase și mai înalte trăiesc cei care au fost buni... și, probabil, și cei mai puternici.
- Oameni ca tine? – am întrebat eu zâmbind.
- Oh, nu, desigur! Probabil că am ajuns aici din greșeală. – a spus fata complet sincer. — Știi ce este cel mai interesant? De pe acest „etajul” putem merge peste tot, dar din ceilalți nu poate ajunge nimeni aici... Nu-i așa că e interesant?...
Da, a fost foarte ciudat și foarte interesant de interesant pentru creierul meu „fometat” și chiar îmi doream să aflu mai multe!... Poate pentru că până în ziua aceea nimeni nu mi-a explicat niciodată nimic, dar uneori cineva - a dat (cum ar fi , de exemplu, „prietenii mei vedete”) și, prin urmare, chiar și o explicație atât de simplă copilărească deja m-a făcut neobișnuit de fericit și m-a forțat să mă adâncesc și mai furios în experimentele, concluziile și greșelile mele... ca de obicei, găsind în tot ceea ce se întâmpla și mai neclar. Problema mea era că puteam să fac sau să creez „neobișnuit” foarte ușor, dar toată problema era că și eu voiam să înțeleg cum le creez pe toate... Și tocmai în asta nu am avut prea mult succes încă...
Din mulți ani de practică tehnică, știm că inductanța unei bobine depinde foarte mult de caracteristicile mediului în care se află bobina. Dacă la o bobină de sârmă de cupru se adaugă un miez feromagnetic cu o inductanță cunoscută L0, atunci, în alte circumstanțe anterioare, curenții de auto-inducție (curenți suplimentari de închidere și deschidere) din această bobină vor crește de multe ori, experimentul va confirma acest lucru. , ceea ce va însemna că a crescut de mai multe ori, ceea ce acum va deveni egal cu L.
Observație experimentală
Să presupunem că mediul, substanța care umple spațiul din interiorul și din jurul bobinei descrise, este omogen și generat de curentul care curge prin firul său, este localizat doar în această zonă desemnată, fără a depăși limitele sale.
Daca bobina are forma toroidala, forma unui inel inchis, atunci acest mediu impreuna cu campul va fi concentrat doar in interiorul volumului bobinei, deoarece in afara toroidului aproape nu exista camp magnetic. Această poziție este valabilă și pentru o bobină lungă - un solenoid, în care totul linii magnetice sunt de asemenea concentrate în interior - de-a lungul axei.
De exemplu, să presupunem că inductanța unui anumit circuit sau bobină fără miez în vid este egală cu L0. Apoi pentru aceeași bobină, dar într-o substanță omogenă care umple spațiul în care sunt prezente câmpuri magnetice liniile electrice a unei bobine date, fie inductanța egală cu L. În acest caz, se dovedește că raportul L/L0 nu este altceva decât permeabilitatea magnetică relativă a substanței numite (uneori se spune pur și simplu „permeabilitate magnetică”).
Devine evident: permeabilitatea magnetică este o mărime care caracterizează proprietățile magnetice a acestei substante. Depinde adesea de starea substanței (și de condiții mediu, cum ar fi temperatura și presiunea) și tipul acesteia.
Înțelegerea termenului
Introducerea termenului „permeabilitate magnetică” în raport cu o substanță plasată într-un câmp magnetic este similară cu introducerea termenului „constantă dielectrică” pentru o substanță situată într-un câmp electric.
Valoarea permeabilității magnetice, determinată de formula de mai sus L/L0, poate fi exprimată și ca raport dintre permeabilitatea magnetică absolută a unei substanțe date și golul absolut (vid).
Este ușor de observat: permeabilitatea magnetică relativă (cunoscută și ca permeabilitate magnetică) este o mărime adimensională. Dar permeabilitatea magnetică absolută are dimensiunea H/m, aceeași cu cea a permeabilității magnetice (absolută!) a vidului (este și constanta magnetică).
De fapt, vedem că mediul (magnetul) afectează inductanța circuitului, iar acest lucru indică clar că o modificare a mediului duce la o modificare a fluxului magnetic F care pătrunde în circuit și, prin urmare, la o schimbare a inducției B, aplicat în orice punct al câmpului magnetic.
Sensul fizic al acestei observații este că, cu același curent de bobină (la aceeași intensitate magnetică H), inducerea câmpului său magnetic va fi de un anumit număr de ori mai mare (în unele cazuri mai mică) într-o substanță cu permeabilitate magnetică mu decât într-un vid complet.
Acest lucru se întâmplă deoarece , și ea însăși începe să aibă un câmp magnetic. Substanțele care pot fi magnetizate în acest fel se numesc magneți.
Unitatea de măsură pentru permeabilitatea magnetică absolută este 1 GN/m (Henry pe metru sau Newton pe amper pătrat), adică este permeabilitatea magnetică a unui mediu în care, la o intensitate a câmpului magnetic H egală cu 1 A/m, are loc o inductie magnetica de 1 T.
Imaginea fizică a fenomenului
Din cele de mai sus reiese clar că diverse substanțe(magneți) sub influența unui câmp magnetic, circuitele cu curent sunt magnetizate, iar rezultatul este un câmp magnetic, care este suma câmpurilor magnetice - câmpul magnetic din mediul magnetizat plus din circuitul cu curent, prin urmare diferă ca mărime de câmpul numai al circuitului cu curent fără mediu. Motivul magnetizării magneților constă în existența unor curenți minusculi în interiorul fiecăruia dintre atomii lor.
În funcție de valoarea permeabilității magnetice, substanțele sunt clasificate în diamagnetice (mai puțin decât unitatea - magnetizate față de câmpul aplicat), paramagnetice (mai mare decât unitatea - magnetizate în direcția câmpului aplicat) și feromagnetice (puternic mai mare decât unitatea - magnetizate, și posedă magnetizare după oprirea câmpului magnetic aplicat).
Este caracteristic feromagneților, prin urmare conceptul de „permeabilitate magnetică” în forma sa pură nu este aplicabil feromagneților, dar într-un anumit interval de magnetizare, la o anumită aproximare, este posibil să se identifice o secțiune liniară a curbei de magnetizare pentru care este caracteristică feromagneților. se va putea estima permeabilitatea magnetică.
Supraconductorii au o permeabilitate magnetică de 0 (deoarece câmpul magnetic este complet deplasat de volumul lor), iar permeabilitatea magnetică absolută a aerului este aproape egală cu mu de vid (citește constanta magnetică). Pentru aer, mu relativă este puțin mai mare decât 1.
Permeabilitatea magnetică este diferită pentru diferite medii și depinde de proprietățile sale, prin urmare se obișnuiește să vorbim despre permeabilitatea magnetică a unui mediu specific (adică compoziția, starea, temperatura, etc.).
În cazul unui mediu izotrop omogen, permeabilitatea magnetică μ:
μ = V/(μ o N),
În cristalele anizotrope, permeabilitatea magnetică este un tensor.
Majoritatea substanțelor sunt împărțite în trei clase în funcție de permeabilitatea lor magnetică:
- materiale diamagnetice ( μ < 1 ),
- paramagneți ( μ > 1 )
- feromagneți (care au proprietăți magnetice mai pronunțate, cum ar fi fierul).
Permeabilitatea magnetică a supraconductorilor este zero.
Permeabilitatea magnetică absolută a aerului este aproximativ egală cu permeabilitatea magnetică a vidului și în calculele tehnice este considerată egală cu 4π 10 -7 Gn/m
μ = 1 + χ (în unități SI);
μ = 1 + 4πχ (în unități GHS).
Permeabilitatea magnetică a vidului fizic μ =1, deoarece χ=0.
Permeabilitatea magnetică arată de câte ori permeabilitatea magnetică absolută a acestui material mai mare decât constanta magnetică, adică de câte ori câmpul magnetic al macrocurenților N este intensificată de câmpul de microcurenți din mediu. Permeabilitatea magnetică a aerului și a majorității substanțelor, cu excepția materialelor feromagnetice, este aproape de unitate.
În tehnologie sunt utilizate mai multe tipuri de permeabilitate magnetică, în funcție de aplicațiile specifice ale materialului magnetic. Permeabilitatea magnetică relativă arată de câte ori, într-un mediu dat, forța de interacțiune între fire cu curent se modifică în comparație cu vid. Numeric egal cu raportul dintre permeabilitatea magnetică absolută și constanta magnetică. Permeabilitatea magnetică absolută este egală cu produsul dintre permeabilitatea magnetică și constanta magnetică.
Diamagneții au χμχ>0 și μ > 1. În funcție de faptul că μ de feromagneți este măsurat într-un câmp magnetic static sau alternativ, se numește permeabilitate magnetică statică sau, respectiv, dinamică.
Permeabilitatea magnetică a feromagneților depinde într-un mod complex de N . Din curba de magnetizare a unui feromagnet, se poate construi dependența permeabilității magnetice de N.
Permeabilitatea magnetică, determinată de formula:
μ = V/(μ o N),
numită permeabilitate magnetică statică.
Este proporțională cu tangentei unghiului de înclinare al secantei trase de la origine prin punctul corespunzător de pe curba principală de magnetizare. Valoarea limită a permeabilității magnetice μ n când intensitatea câmpului magnetic tinde spre zero se numește permeabilitate magnetică inițială. Această caracteristică este de cea mai mare importanță în utilizarea tehnică a multor materiale magnetice. Se determină experimental în slab câmpuri magnetice cu o tensiune de ordinul a 0,1 A/m.
Permeabilitatea magnetică este diferită pentru diferite medii și depinde de proprietățile sale, prin urmare se obișnuiește să vorbim despre permeabilitatea magnetică a unui mediu specific (adică compoziția, starea, temperatura, etc.).
În cazul unui mediu izotrop omogen, permeabilitatea magnetică μ:
μ = V/(μ o N),
În cristalele anizotrope, permeabilitatea magnetică este un tensor.
Majoritatea substanțelor sunt împărțite în trei clase în funcție de permeabilitatea lor magnetică:
- materiale diamagnetice ( μ < 1 ),
- paramagneți ( μ > 1 )
- feromagneți (care au proprietăți magnetice mai pronunțate, cum ar fi fierul).
Permeabilitatea magnetică a supraconductorilor este zero.
Permeabilitatea magnetică absolută a aerului este aproximativ egală cu permeabilitatea magnetică a vidului și în calculele tehnice este considerată egală cu 4π 10 -7 Gn/m
μ = 1 + χ (în unități SI);
μ = 1 + 4πχ (în unități GHS).
Permeabilitatea magnetică a vidului fizic μ =1, deoarece χ=0.
Permeabilitatea magnetică arată de câte ori este mai mare permeabilitatea magnetică absolută a unui anumit material decât constanta magnetică, adică de câte ori câmpul magnetic al macrocurenților N este intensificată de câmpul de microcurenți din mediu. Permeabilitatea magnetică a aerului și a majorității substanțelor, cu excepția materialelor feromagnetice, este aproape de unitate.
În tehnologie sunt utilizate mai multe tipuri de permeabilitate magnetică, în funcție de aplicațiile specifice ale materialului magnetic. Permeabilitatea magnetică relativă arată de câte ori, într-un mediu dat, forța de interacțiune între fire cu curent se modifică în comparație cu vid. Numeric egal cu raportul dintre permeabilitatea magnetică absolută și constanta magnetică. Permeabilitatea magnetică absolută este egală cu produsul dintre permeabilitatea magnetică și constanta magnetică.
Diamagneții au χμχ>0 și μ > 1. În funcție de faptul că μ de feromagneți este măsurat într-un câmp magnetic static sau alternativ, se numește permeabilitate magnetică statică sau, respectiv, dinamică.
Permeabilitatea magnetică a feromagneților depinde într-un mod complex de N . Din curba de magnetizare a unui feromagnet, se poate construi dependența permeabilității magnetice de N.
Permeabilitatea magnetică, determinată de formula:
μ = V/(μ o N),
numită permeabilitate magnetică statică.
Este proporțională cu tangentei unghiului secant trasat de la origine prin punctul corespunzător de pe curba principală de magnetizare. Valoarea limită a permeabilității magnetice μ n atunci când intensitatea câmpului magnetic tinde spre zero se numește permeabilitate magnetică inițială. Această caracteristică este de cea mai mare importanță în utilizarea tehnică a multor materiale magnetice. Se determină experimental în câmpuri magnetice slabe cu o putere de ordinul a 0,1 A/m.
Constanta dielectrica a substantelor
Substanţă |
Substanţă |
||
Gaze și vapori de apă |
Lichide |
||
| Azot | 1,0058 | Glicerol | 43 |
| Hidrogen | 1,00026 | Oxigen lichid (la t = -192,4 o C) | 1,5 |
| Aer | 1,00057 | Ulei de transformator | 2,2 |
| Vid | 1,00000 | Alcool | 26 |
| Vapori de apă (la t=100 o C) | 1,006 | Eter | 4,3 |
| Heliu | 1,00007 | Solide |
|
| Oxigen | 1,00055 | Diamant | 5,7 |
| dioxid de carbon | 1,00099 | Hârtie cerată | 2,2 |
Lichide |
Lemn uscat | 2,2-3,7 | |
| Azot lichid (la t = -198,4 o C) | 1,4 | Gheață (la t = -10 o C) | 70 |
| Benzină | 1,9-2,0 | Parafină | 1,9-2,2 |
| Apă | 81 | Cauciuc | 3,0-6,0 |
| Hidrogen (la t= - 252,9 o C) | 1,2 | Mica | 5,7-7,2 |
| Heliu lichid (la t = - 269 o C) | 1,05 | Sticlă | 6,0-10,0 |
| Titanat de bariu | 1200 | ||
| Porţelan | 4,4-6,8 | ||
| Chihlimbar | 2,8 | ||
Nota. Constanta electrica ԑ o (constanta dielectrica a vidului) egala cu: ԑ o = 1\4πс 2 * 10 7 F/m ≈ 8,85 * 10 -12 F/m
Permeabilitatea magnetică a unei substanțe
Nota. Constanta magnetică μ o (permeabilitatea magnetică a vidului) este egală cu: μ o = 4π * 10 -7 H/m ≈ 1,257 * 10 -6 H/m
Permeabilitatea magnetică a feromagneților
Tabelul prezintă valorile permeabilității magnetice pentru unii feromagneți (substanțe cu μ > 1). Permeabilitatea magnetică pentru materialele feromagnetice (fier, fontă, oțel, nichel etc.) nu este constantă. Tabelul prezintă valorile maxime.
1 Permalloy-68- aliaj de 68% nichel si 325 fier; Acest aliaj este folosit pentru a face miezuri de transformatoare.
Temperatura Curie
Rezistivitatea electrică a materialelor
Aliaje de înaltă rezistență
Denumirea aliajului |
Rezistivitate electrică µOhm m |
Compoziția aliajului, % |
|||
Mangan |
Alte elemente |
||||
| Constantan | 0,50 | 54 | 45 | 1 | - |
| Kopel | 0,47 | 56,5 | 43 | 0,05 | - |
| Manganin | 0,43 | > 85 | 2-4 | 12 | - |
| Nichel-argint | 0,3 | 65 | 15 | - | 20 Zn |
| Nikelin | 0,4 | 68,5 | 30 | 1,5 | - |
| Nicrom | 1,1 | - | > 60 | < 4 | 30 < Cr ост. Fe |
| Fechral | 1,3 | - | - | - | 12-15 Cr 3-4 Al 80< Fe |
Coeficienții de temperatură ai rezistenței electrice a conductorilor
Conductor |
Conductor |
||
| Aluminiu | Nichel | ||
| Tungsten | Nicrom | ||
| Fier | Staniu | ||
| Aur | Platină | ||
| Constantan | Mercur | ||
| Alamă | Duce | ||
| Magneziu | Argint | ||
| Manganin | Oţel | ||
| Cupru | Fechral | ||
| Nichel-argint | Zinc | ||
| Nikelin | Fontă |
Supraconductivitatea conductorilor
- Note
- Supraconductivitate găsit în mai mult de 25 de elemente metalice și în număr mare aliaje și compuși.
- Supraconductorul cu cea mai mare temperatură de tranziție la starea supraconductivă -23,2 K (-250,0 o C) - până de curând a fost germanida de niobiu (Nb 3 Ge). La sfârşitul anului 1986 s-a obţinut un supraconductor cu o temperatură de tranziţie de ≈ 30 K (≈ -243 o C). Se raportează sinteza de noi supraconductori la temperatură înaltă: ceramică (fabricată prin sinterizarea oxizilor de bariu, cupru și lantan) cu o temperatură de tranziție de ≈ 90-120 K.
Rezistivitatea electrică a unor semiconductori și dielectrici
| Substanţă | Temperatura sticlei, o C | Rezistivitate | |
| Ohm m | Ohm mm2/m | ||
Semiconductori |
|||
| Antimoniură de indiu | 17 | 5,8 x 10 -5 | 58 |
| Bor | 27 | 1,7 x 10 4 | 1,7 x 10 10 |
| germaniu | 27 | 0,47 | 4,7 x 10 5 |
| Siliciu | 27 | 2,3 x 10 3 | 2,3 x 10 9 |
| Selenura de plumb (II) (PbSe) | 20 | 9,1 x 10 -6 | 9,1 |
| sulfură de plumb (II) (PbS) | 20 | 1,7 x 10 -5 | 0,17 |
Dielectrice |
|||
| Apă distilată | 20 | 10 3 -10 4 | 10 9 -10 10 |
| Aer | 0 | 10 15 -10 18 | 10 21 -10 24 |
| Ceară de albine | 20 | 10 13 | 10 19 |
| Lemn uscat | 20 | 10 9 -10 10 | 10 15 -10 16 |
| Cuarţ | 230 | 10 9 | 10 15 |
| Ulei de transformator | 20 | 10 11 -10 13 | 10 16 -10 19 |
| Parafină | 20 | 10 14 | 10 20 |
| Cauciuc | 20 | 10 11 -10 12 | 10 17 -10 18 |
| Mica | 20 | 10 11 -10 15 | 10 17 -10 21 |
| Sticlă | 20 | 10 9 -10 13 | 10 15 -10 19 |
Proprietățile electrice ale materialelor plastice
| Denumirea plasticului | Permitivitatea | |
| Getinax | 4,5-8,0 | 10 9 -10 12 |
| Capron | 3,6-5,0 | 10 10 -10 11 |
| Lavsan | 3,0-3,5 | 10 14 -10 16 |
| Sticla organica | 3,5-3,9 | 10 11 -10 13 |
| Spumă de plastic | 1,0-1,3 | ≈ 10 11 |
| Polistiren | 2,4-2,6 | 10 13 -10 15 |
| Clorura de polivinil | 3,2-4,0 | 10 10 -10 12 |
| Polietilenă | 2,2-2,4 | ≈ 10 15 |
| Fibră de sticlă | 4,0-5,5 | 10 11 -10 12 |
| Textolit | 6,0-8,0 | 10 7 -10 19 |
| Celuloid | 4,1 | 10 9 |
| Ebonită | 2,7-3,5 | 10 12 -10 14 |
Rezistența electrică specifică a electroliților (la t=18 o C și concentrația soluției de 10%)
grăbindu-se. Rezistivitatea electroliților depinde de temperatură și concentrație, adică din raportul dintre masa de acid dizolvat, alcali sau sare la masa apei dizolvate. La concentrația specificată de soluții, o creștere a temperaturii cu 1 o C reduce rezistivitatea unei soluții luate la 18 o C cu 0,012 pentru hidroxid de sodiu, cu 0,022 pentru sulfatul de cupru, cu 0,021 pentru clorura de sodiu, cu 0,013 pentru acid sulfuric și cu 0,003 - pentru acid sulfuric 100%.
Rezistenta electrica specifica a lichidelor
Lichid |
Rezistivitate electrică, Ohm m |
Lichid |
Rezistivitate electrică, Ohm m |
| Acetonă | 8,3 x 10 4 | Săruri topite: | |
| Apă distilată | 10 3 - 10 4 | hidroxid de potasiu (KOH; la t = 450 o C) | 3,6 x 10 -3 |
| Apa de mare | 0,3 | hidroxid de sodiu (NaOH; la t = 320 o C) | 4,8 x 10 -3 |
| Apa râului | 10-100 | clorură de sodiu (NaCI; la t = 900 o C) | 2,6 x 10 -3 |
| Aerul este lichid (la t = -196 o C) | 10 16 | sifon (Na 2 CO 3 x10H 2 O; la t = 900 o C) | 4,5 x 10 -3 |
| Glicerol | 1,6 x 10 5 | Alcool | 1,5 x 10 5 |
| Kerosenul | 10 10 | ||
| Naftalină topită (la (la t = 82 o C) | 2,5 x 10 7 | ||