Kaj je magnetna prepustnost (mu)

Iz dolgoletne tehnične prakse vemo, da je induktivnost tuljave zelo odvisna od značilnosti okolja, v katerem se tuljava nahaja. Če tuljavi iz bakrene žice z znano induktivnostjo L0 dodamo feromagnetno jedro, potem se bodo v drugih prejšnjih okoliščinah samoindukcijski tokovi (dodatni zapiralni in odpiralni tokovi) v tej tuljavi večkrat povečali, poskus bo potrdil, kaj bo pomenilo večkrat povečati induktivnostki bo sedaj enaka L.

Eksperimentalno opazovanje

Predpostavimo, da je medij, snov, ki zapolnjuje prostor znotraj in okoli opisane tuljave, homogena in jo ustvarja tok, ki teče skozi njen prevodnik, magnetno polje ki se nahajajo samo na tem določenem območju, ne da bi presegli njegove meje.

Če ima tuljava toroidno obliko, obliko sklenjenega obroča, potem bo ta medij skupaj s poljem koncentriran samo v prostornini tuljave, saj zunaj toroida praktično ni magnetnega polja.Ta položaj velja tudi za dolgo tuljavo - solenoid, v katerem so vse magnetne črte koncentrirane tudi znotraj - vzdolž osi.

Recimo, da je induktivnost nekega vezja ali tuljave brez jedra v vakuumu enaka L0. Nato za isto tuljavo, vendar že v homogeni snovi, ki zapolnjuje prostor, kjer so prisotne magnetne silnice dane tuljave, naj bo induktivnost L. V tem primeru se izkaže, da razmerje L / L0 ni nič drugega kot relativna magnetna prepustnost določene snovi (včasih imenovana le "magnetna prepustnost").

Postane očitno: magnetna prepustnost je količina, ki označuje magnetne lastnosti dane snovi. Pogosto je to odvisno od stanja snovi (in okoljskih pogojev, kot sta temperatura in tlak) in njene narave.

Razumevanje pojma

Uvedba izraza "magnetna prepustnost" v zvezi s snovjo v magnetnem polju je podobna uvedbi izraza "dielektrična konstanta" za snov v električnem polju.

Vrednost magnetne prepustnosti, določeno z zgornjo formulo L / L0, lahko izrazimo tudi kot razmerje med absolutnimi magnetnimi prepustnostmi dane snovi in ​​absolutno praznino (vakuum).

Preprosto je videti: relativna magnetna prepustnost (znana tudi kot magnetna prepustnost) je brezdimenzijska količina. Toda absolutna magnetna prepustnost - ima dimenzijo Hn / m, enako kot magnetna prepustnost (absolutna!) vakuuma (to je magnetna konstanta).

Pravzaprav vidimo, da okolje (magnetno) vpliva na induktivnost vezja, kar jasno kaže, da sprememba okolja vodi do spremembe magnetnega pretoka Φ, ki prodira v vezje, in s tem do spremembe indukcije B , ki se uporablja za vsako točko magnetnega polja.

Fizični pomen tega opazovanja je, da bo za enak tok tuljave (pri enaki magnetni jakosti H) indukcija njenega magnetnega polja določeno število krat večja (v nekaterih primerih manj) v snovi z magnetno prepustnostjo mu kot v polni vakuum.

Tako je, ker medij je magnetiziran, sam pa začne posedovati magnetno polje.Snovi, ki jih lahko namagnetimo na ta način, imenujemo magneti.

Merska enota absolutne magnetne prepustnosti je 1 H / m (henry na meter ali newton na amper na kvadrat), to je magnetna prepustnost takega medija, kjer je pri napetosti magnetnega polja H 1 A / m a pojavi se magnetna indukcija 1 T.

Fizikalna slika pojava

Iz zgoraj navedenega je jasno, da se različne snovi (magneti) magnetizirajo pod delovanjem magnetnega polja tokovne zanke in posledično dobimo magnetno polje, ki je vsota magnetnih polj - magnetno polje magnetiziranega medija plus tokovna zanka, zaradi česar se razlikuje po velikosti od tokokrogov polja brez medija. Razlog za magnetizacijo magnetov je v obstoju najmanjših tokov v vsakem njihovem atomu.

Glede na vrednost magnetne prepustnosti delimo snovi na diamagnetne (manj kot ena — namagnetene glede na uporabljeno polje), paramagnete (več kot ena — namagnetene v smeri uporabljenega polja) in feromagnete (veliko več kot ena — magnetizirane in imajo magnetizacijo po deaktivaciji uporabljenega magnetnega polja).

Za feromagnete je značilno histerezazato koncept "magnetne prepustnosti" v svoji čisti obliki ni uporaben za feromagnete, vendar je v določenem območju magnetizacije v nekem približku mogoče razlikovati linearni del krivulje magnetizacije, za katerega bo mogoče izračunati magnetna prepustnost.

Pri superprevodnikih je magnetna prepustnost 0 (saj je magnetno polje popolnoma izpodrinjeno z njihovim volumnom), absolutna magnetna prepustnost zraka pa je skoraj enaka mu vakuumu (beri magnetna konstanta). Za zrak je mu malo več kot 1.