Permeabilitas dan tabel magnetik konstan

Itu Permeabilitas magnetik Ini adalah jumlah fisik dari sifat dari masalah menghasilkan medan magnetnya sendiri, ketika itu diresapi oleh medan magnet eksterior lainnya.

Kedua bidang: eksternal dan mereka sendiri, tumpang tindih memberikan bidang yang dihasilkan. Ke bidang luar, terlepas dari material, itu disebut Intensitas medan magnet H, sedangkan tumpang tindih bidang eksterior ditambah yang diinduksi dalam material adalah induksi magnetik B.

Gambar 1. Solenoid dengan inti materi permeabilitas magnetik μ. Sumber: Wikimedia Commons.

Ketika datang ke bahan homogen dan isotropo, ladang H Dan B Mereka proporsional. Dan konstanta proporsionalitas (pendakian dan positif) adalah permeabilitas magnetik, menunjukkan dengan huruf Yunani μ:

B = μ H

Dalam sistem internasional jika induksi magnetik B Diukur dalam tesla (t), sedangkan Intensitas medan magnet H Diukur di Ampere di Subway (A/M). 

Mengingat μ harus menjamin homogenitas dimensi dalam persamaan, unit dari μ Dalam sistem jika itu:

[μ] = (tesla ⋅ meter)/ampere = (t ⋅ m)/a

[TOC]

Permeabilitas magnetis dari vakum

Mari kita lihat bagaimana medan magnet terjadi, yang nilai absolutnya kami tunjukkan oleh Anda  B Dan H, Dalam kumparan atau solenoid. Dari sana konsep permeabilitas magnetik vakum akan diperkenalkan.

Solenoida terdiri dari pengemudi yang digulung spiral. Setiap putaran spiral disebut berbelok. Jika saat ini dilewati yo Untuk solenoid, maka ada elektromagnet yang menghasilkan medan magnet B. 

Selain itu, nilai induksi magnetik B lebih besar, sejauh arus yo Itu meningkat. Dan juga saat kepadatan belokan meningkat N (nomor N belokan di antara panjangnya D dari solenoid). 

Faktor lain yang mempengaruhi nilai medan magnet yang dihasilkan oleh solenoid adalah permeabilitas magnetik μ materi di dalam. Akhirnya, besarnya bidang ini adalah:

Dapat melayani Anda: reaktansi induktif

B = μ. yo .n = μ. yo .(N/d)

Seperti yang dikatakan di bagian sebelumnya, Intensitas medan magnet h adalah:

H = i.(N/d)

Bidang Besarnya H, yang hanya tergantung pada arus yang bersirkulasi dan solenoid mengubah kepadatan, "permea" ke bahan permeabilitas magnetik μ, menyebabkannya magnetisasi. 

Lalu ada bidang total besarnya B, Itu tergantung pada bahan yang ada di dalam solenoid.

Solenoid kosong

Demikian pula, jika bahan di dalam solenoid adalah vakum, maka bidang H "permea" vakum yang menghasilkan bidang yang dihasilkan B. Hasil bagi di antara lapangan B dalam ruang hampa dan H Diproduksi oleh solenoid mendefinisikan permeabilitas vakum, yang nilainya adalah:

 μsalah satu = 4π x 10^-7 (T⋅m)/a

Ternyata nilai sebelumnya adalah definisi yang tepat hingga 20 Mei 2019. Sampai tanggal itu, tinjauan sistem internasional dibuat, yang mengarah pada itu μsalah satu diukur secara eksperimental.

Namun, langkah -langkah yang dibuat sejauh ini menunjukkan bahwa nilai ini sangat tepat.

Tabel permeabilitas magnetik

Bahan memiliki permeabilitas magnetik yang khas. Sekarang, dimungkinkan untuk menemukan permeabilitas magnetik dengan unit lain. Misalnya, mari kita ambil unit induktansi, yaitu Henry (h):

1H = 1 (t ⋅ m²)/KE. 

Membandingkan unit ini yang terjadi di awal, terlihat bahwa ada kemiripan, meskipun perbedaannya adalah meter persegi yang dimiliki Henry. Untuk alasan ini, permeabilitas magnetik dianggap sebagai induktansi per unit panjang:

[μ] = h/m.

Itu Permeabilitas magnetik μ Itu terkait erat dengan sifat fisik material lain, yang disebut Kerentanan magnetik χ, yang didefinisikan sebagai:

Dapat melayani Anda: Energi Mekanik: Rumus, Konsep, Jenis, Contoh, Latihan

μ = μsalah satu (1 + χ)

Di ekspresi sebelumnya μsalah satu, Ini adalah Permeabilitas magnetis dari vakum.

Itu Kerentanan magnetik χ Itu adalah proporsionalitas antara bidang eksternal H dan magnetisasi materi M.

Permeabilitas relatif

Sangat umum untuk mengekspresikan permeabilitas magnetik dalam kaitannya dengan permeabilitas vakum. Ini dikenal sebagai permeabilitas relatif dan tidak lebih dari hasil bagi antara permeabilitas material sehubungan dengan vakum.

Menurut definisi ini, permeabilitas relatif tidak memiliki unit. Tetapi ini adalah konsep yang berguna untuk mengklasifikasikan materi. 

Misalnya, bahan adalah Feromagnetik, Selama permeabilitas relatifnya jauh lebih besar dari unit.

Dengan cara yang sama, zat paramagnetik Mereka memiliki permeabilitas relatif tepat di atas 1.

Dan akhirnya bahan diamagnetik memiliki permeabilitas relatif tepat di bawah unit. Alasannya adalah bahwa mereka magnet sedemikian rupa sehingga mereka menghasilkan medan yang menentang medan magnet eksterior.

Perlu disebutkan bahwa bahan feromagnetik memiliki fenomena yang dikenal sebagai "histeresis", di mana mereka menjaga memori dari bidang yang diterapkan sebelumnya. Berdasarkan karakteristik ini mereka dapat membentuk magnet permanen.

Gambar 2. Kenangan magnetik ferit. Sumber: Wikimedia Commons

Karena memori magnetik bahan feromagnetik, memoar komputer digital asli adalah lembu jantan ferit kecil yang disilangkan oleh konduktor. Di sana mereka menyimpan, mengekstraksi atau menghapus konten (1 atau 0) dari memori. 

Bahan dan permeabilitasnya

Berikut adalah beberapa bahan, dengan permeabilitas magnetiknya dalam H/M dan dalam tanda kurung permeabilitas relatifnya:

Besi: 6.3 x 10^-3 (5000)

Cobalt-Hierro: 2.3 x 10^-2 (18000)

Nikel-Hierro: 1.25 x 10^-1 (100000)

Mangan-Zinc: 2.5 x 10^-2 (20000)

Baja karbon: 1.26 x 10^-4 (100)

Itu dapat melayani Anda: Pascal Tonel: Cara kerjanya dan eksperimen

Magnet Neodimium: 1.32 x 10^-5 (1.05)

Platinum: 1.26 x 10^-6 1.0003

Aluminium: 1.26 x 10^-6 1.00002

Udara 1.256 x 10^-6 (1.0000004)

Teflon 1.256 x 10^-6 (1.00001)

Kayu kering 1.256 x 10^-6 (1.0000003)

Tembaga 1.27 x10^-6 (0.999)

Air murni 1.26 x 10^-6 (0.999992)

Superconductor: 0 (0)

Analisis Tabel

Mengamati nilai -nilai tabel ini, dapat dilihat bahwa ada kelompok pertama dengan permeabilitas magnetik yang terkait dengan vakum dengan nilai tinggi. Ini adalah bahan feromagnetik, sangat cocok untuk pembuatan elektromagnet untuk produksi medan magnet besar.

Gambar 3. Kurva b vs. H untuk bahan feromagnetik, paramagnetik dan diamagnetik. Sumber: Wikimedia Commons.

Kemudian kami memiliki kelompok bahan kedua, dengan permeabilitas magnetik relatif tepat di atas 1. Ini adalah bahan paramagnetik.

Kemudian bahan dengan permeabilitas magnetik relatif dapat dilihat tepat di bawah unit. Ini adalah bahan diamagnetik seperti air murni dan tembaga.

Akhirnya kami memiliki superkonduktor. Superkonduktor memiliki nol permeabilitas magnetik karena medan magnet di dalamnya benar -benar tidak termasuk. Superkonduktor tidak berfungsi untuk digunakan dalam nukleus elektromagnet. 

Namun, elektromagnet superkonduktor biasanya dibangun, tetapi superkonduktor digunakan dalam belitan untuk membangun arus listrik yang sangat tinggi yang menghasilkan medan magnet tinggi.

Referensi

1. Dialnet. Eksperimen sederhana untuk menemukan permeabilitas magnetik. Pulih dari: dialnet.serikat.adalah
2. Figueroa, d. (2005). Seri: Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 6. Elektromagnetisme. Diedit oleh Douglas Figueroa (USB). 215-221.
3. Giancoli, d.  2006. Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6.Ed Prentice Hall. 560-562.
4. Kirkpatrick, l. 2007. Fisika: Pandangan Dunia. Edisi Singkat ke -6. Pembelajaran Cengage. 233.
5. Youtube. Magnetisme 5 - Permeabilitas. Dipulihkan dari: YouTube.com
6. Wikipedia. Medan gaya. Pulih dari: is.Wikipedia.com
7. Wikipedia. Permeabilitas (elektromagnetisme). Diperoleh dari: di.Wikipedia.com