Чему равна относительная магнитная проницаемость

Чему равна относительная магнитная проницаемость

Из многолетней технической практики нам известно, что индуктивность катушки сильно зависит от характеристик среды, где эта катушка находится. Если в катушку из медной проволоки, обладающую известной индуктивностью L0, добавить ферромагнитный сердечник, то при прочих прежних обстоятельствах токи самоиндукции (экстратоки замыкания и размыкания) в данной катушке многократно увеличатся, эксперимент это подтвердит, что и будет означать возросшую в несколько раз индуктивность, которая теперь станет равна L.

Допустим, что окружающая среда, вещество, заполняющее пространство внутри и вокруг описанной катушки, однородно, и порождаемое текущим по ее проводу током, магнитное поле локализовано только в этой обозначенной области, не выходя за ее границы.

Если катушка имеет тороидальную форму, форму замкнутого кольца, то данная среда вместе с полем окажется сосредоточена только внутри объема катушки, ибо снаружи тороида практически полностью магнитное поле отсутствует. Справедливо данное положение и для длинной катушки — соленоида, у которого все магнитные линии так же сосредоточены внутри — по оси.

Для примера допустим, что индуктивность некоторого контура или катушки без сердечника в вакууме равна L0. Тогда для такой же катушки, но уже в однородном веществе, которое заполняет пространство, где присутствуют магнитные силовые линии данной катушки, индуктивность пусть будет равна L. В этом случае получится, что отношение L/L0 – это есть ни что иное, как относительная магнитная проницаемость названного вещества (иногда говорят просто «магнитная проницаемость»).

Становится очевидно: магнитная проницаемость — это величина, которая характеризует магнитные свойства данного вещества. Она зачастую зависит от состояния вещества (и от условий окружающей среды, таких как например температура и давление) и от его рода.

Введение термина «магнитная проницаемость», применительно к веществу, размещенному в поле магнитном, аналогично введению термина «диэлектрическая проницаемость» для вещества находящегося в поле электрическом.

Читайте также:  Толока как получить больше заданий

Значение магнитной проницаемости, определяемое по приведенной выше формуле L/L0, может быть выражена и как отношение абсолютных магнитных проницаемостей данного вещества и абсолютной пустоты (вакуума).

Легко заметить: магнитная проницаемость относительная (она же — магнитная проницаемость) — это величина безразмерная. А вот абсолютная магнитная проницаемость — имеет размерность Гн/м, ту же самую, что у магнитной проницаемости (абсолютной!) вакуума (она же — магнитная постоянная).

Фактически видим, что среда (магнетик) влияет на индуктивность контура, и это однозначно свидетельствует о том, что изменение среды приводит к изменению магнитного потока Ф, пронизывающего контур, а значит и к изменению индукции В, применительно к любой точке магнитного поля.

Физический смысл данного наблюдения заключается в том, что при одном и том же токе катушки (при одной и той же магнитной напряженности H), индукция ее магнитного поля окажется в определенное количество раз больше (в некоторых случаях — меньше) в веществе с магнитной проницаемостью мю, чем в полном вакууме.

Это происходит потому, что среда намагничивается, и сама начинает обладать магнитным полем. Вещества, способные таким образом намагничиваться, называют магнетиками.

Единица измерения абсолютной магнитной проницаемости — 1 Гн/м (генри на метр или ньютон на ампер в квадрате), то есть это магнитная проницаемость такой среды, где при напряженности Н магнитного поля, равной 1 А/м — возникает магнитная индукция величиной 1 Тл.

Физическая картина явления

Из вышеизложенного становится ясно, что различные вещества (магнетики) под действием магнитного поля контура с током намагничиваются, и в результате получается магнитное поле, являющееся суммой магнитных полей — магнитного поля от намагниченной среды плюс от контура с током, потому оно отличается по величине от поля только контура с током без среды. Причина намагничивания магнетиков кроется в существовании мельчайших токов внутри каждого их атома.

Читайте также:  Как создать архив на телефоне

По значению магнитной проницаемости, вещества классифицируются на диамагнетики (меньше единицы — намагничиваются против приложенного поля), парамагнетики (больше единицы — намагничиваются по направлению приложенного поля) и ферромагнетики (сильно больше единицы — намагничиваются, и обладают намагниченностью после отключения приложенного магнитного поля).

Ферромагнетикам свойственен гистерезис, поэтому понятие «магнитная проницаемость» в чистом виде к ферромагнетикам не применимо, но в некотором диапазоне намагничивания, в некотором приближении, можно выделить линейный участок кривой намагничивания, для которого получится оценить магнитную проницаемость.

У сверхпроводников магнитная проницаемость — 0 (поскольку магнитное поле полностью вытесняется из их объема), а абсолютная магнитная проницаемость воздуха почти равна мю вакуума (читай магнитной постоянной). У воздуха мю относительная чуть-чуть больше 1.

Магнитная проницаемость бывает абсолютной и отностиельной. Что такое абсолютная магнитная проницаемость? Что такое относительная магнитная проницаемость?

Абсолютная магнитная проницаемость

Абсолютная магнитная проницаемость среды описывает магнитные свойства среды. Абсолютная магнитная проницаемость среды обозначается μa.

Магнитная постоянная

Для описания магнитных свойств вакуума используют магнитную постоянную. Магнитная постоянная обозначается μ. Магнитная постоянная равна:

Гн – генри, генри равен Ом*с.

Формула абсолютной магнитной проницаемости

Формула абсолютной магнитной проницаемости:

Относительная магнитная проницаемость среды

Относительная магнитная проницаемость среды описывает во сколько раз индукция данного магнитного поля в данной среде отличается от индуции этого же поля в вакууме.

Относительная магнитная проницаемость среды обозначается μr или просто μ.

Относительная магнитная проницаемость среды является безразмерной величиной.

Относительная магнитная проницаемость для ферромагнитных материалов зависит от изменения магнитного поля. Для прочих материалов относительная магнитная проницаемость примерно равна единице и постоянна.

Абсолютная магнитная проницаемость μа характеризует способность материала намагничиваться. Измеряется в единицах «Генри на метр»

Отношение абсолютной магнитной проницаемости μа к магнитной проницаемости вакуума μо называется относительной магнитной проницаемостью μ.

Читайте также:  Найдите высоту прямого кругового конуса

При постоянном внешнем поле относительная магнитная проницаемость вещества показывает во сколько раз возрастает индукция при замене вакуума данным веществом.

По значению μ все материалы делятся на три группы:

диамагнетики, у которых μ на несколько тысячных долей меньше 1. К ним относятся: висмут, цинк, свинец, медь, серебро, золото, воск, большая часть солей, некоторые газы;

парамагнетики, у которых μ на несколько тысячных долей больше 1. К таким материалам относятся: марганец, хром, платина, алюминий и др.;

ферромагнктики, у которых μ велико, выражается сотнями, тысячами и изменяется в зависимости от интенсивности магнитного поля. К таким веществам принадлежат только четыре элемента: железо, никель, кобальт, гадолиний.

На диамагнитные вещества действует сила, выталкивающая их из неоднородного магнитного поля. Парамагнитные вещества втягиваются в неоднородное магнитное поле. В табл. 1.1 приведены значения относительной магнитной проницаемости некоторых материалов

Из таблицы видно, что значения относительной магнитной проницаемости диамагнитных и парамагнитных материалов очень мало отличаются от единицы, поэтому для практики принимают их магнитную проницаемость равной единице.

Ссылка на основную публикацию
Фум лента в стоматологии фото
Автор: G. Freedman Перевод: Александр Зыбайло Автор: G. Freedman Перевод: Александр Зыбайло Ограничение количества цемента для фиксации и использование определенной...
Усики для автомобильной антенны
Убираясь в бардачке я наткнулся на ремкомплект антенных усиков — лежит наверно уже полгода, всё наклеить не могу, то забываю,...
Усиление сигнала интернета на даче своими руками
С наступление дачного сезона, я озадачился установкой хорошего скоростного интернет на даче, у нас голосовая связь работает без проблем, а...
Функции жесткого диска в компьютере
Жесткий диск, он же винчестер, является основным местом, где хранится вся информация. В отличие от оперативной памяти, он энергетически независим,...
Adblock detector