Das relative Permeabilität Es ist das Maß für die Fähigkeit eines bestimmten Materials, von einem Fluss durchlaufen zu werden - ohne seine Eigenschaften zu verlieren -, in Bezug auf die eines anderen Materials, das als Referenz dient. Sie wird als Verhältnis zwischen der Permeabilität des untersuchten Materials und der des Referenzmaterials berechnet. Daher ist es eine Größe, der es an Abmessungen mangelt.
Im Allgemeinen denken wir bei der Durchlässigkeit an einen Fluss von Flüssigkeiten, üblicherweise Wasser. Es gibt aber auch andere Elemente, die Substanzen passieren können, beispielsweise Magnetfelder. In diesem Fall sprechen wir von magnetische Permeabilität und von relative magnetische Permeabilität.
Die Durchlässigkeit von Materialien ist eine sehr interessante Eigenschaft, unabhängig von der Art der Strömung, die durch sie fließt. Dank dessen ist es möglich vorherzusagen, wie sich diese Materialien unter sehr unterschiedlichen Umständen verhalten werden..
Zum Beispiel ist die Durchlässigkeit von Böden sehr wichtig, wenn Strukturen wie Abflüsse, Gehwege und mehr gebaut werden. Auch für Kulturpflanzen ist die Bodenpermeabilität relevant.
Die Permeabilität von Zellmembranen ermöglicht es der Zelle, selektiv zu sein, indem notwendige Substanzen wie Nährstoffe durchgelassen werden und andere, die schädlich sein können, zurückgewiesen werden..
In Bezug auf die relative magnetische Permeabilität erhalten wir Informationen über die Reaktion von Materialien auf Magnetfelder, die durch Magnete oder stromführende Drähte verursacht werden. Solche Elemente sind in der Technologie, die uns umgibt, im Überfluss vorhanden. Es lohnt sich daher zu untersuchen, welche Auswirkungen sie auf Materialien haben.
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Eine sehr interessante Anwendung elektromagnetischer Wellen ist die Erleichterung der Ölsuche. Es basiert auf dem Wissen, wie stark die Welle in den Untergrund eindringen kann, bevor sie von ihm gedämpft wird..
Dies liefert eine gute Vorstellung von der Art der Gesteine, die sich an einem bestimmten Ort befinden, da jedes Gestein je nach seiner Zusammensetzung eine unterschiedliche relative magnetische Permeabilität aufweist..
Wie eingangs gesagt, wann immer Sie darüber sprechen relative Permeabilität, Der Begriff "relativ" erfordert den Vergleich der fraglichen Größe eines bestimmten Materials mit der eines anderen Materials, das als Referenz dient.
Dies gilt immer, unabhängig davon, ob es sich um eine Durchlässigkeit für eine Flüssigkeit oder ein Magnetfeld handelt..
Das Vakuum ist durchlässig, da elektromagnetische Wellen problemlos dorthin gelangen können. Es ist eine gute Idee, dies als Referenzwert zu verwenden, um die relative magnetische Permeabilität eines Materials zu ermitteln..
Die Permeabilität des Vakuums ist nichts anderes als die bekannte Konstante des Biot-Savart-Gesetzes, das zur Berechnung des magnetischen Induktionsvektors verwendet wird. Sein Wert ist:
μoder = 4π. 10 -7 T.m / A. (Tesla. Meter / Ampere).
Diese Konstante ist Teil der Natur und hängt zusammen mit der elektrischen Permittivität mit dem Wert der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zusammen.
Um die relative magnetische Permeabilität zu ermitteln, müssen Sie die magnetische Reaktion eines Materials in zwei verschiedenen Medien vergleichen, von denen eines Vakuum ist..
Bei der Berechnung der magnetischen Induktion B. Bei einem Draht im Vakuum wurde folgende Größe festgestellt:
Und die relative Permeabilität μr des Mediums ist der Quotient zwischen B und B.oder:: μr= B / B.oder. Es ist eine dimensionslose Größe, wie Sie sehen können.
Die relative magnetische Permeabilität ist eine dimensionslose und positive Größe, die wiederum der Quotient zweier positiver Größen ist. Denken Sie daran, dass der Modul eines Vektors immer größer als 0 ist.
μr= B / B.oder = μ / μoder
μ = μr . μoder
Diese Größe beschreibt, wie die magnetische Antwort eines Mediums mit der Antwort in einem Vakuum verglichen wird..
Die relative magnetische Permeabilität kann nun gleich 1, kleiner als 1 oder größer als 1 sein. Dies hängt vom jeweiligen Material und auch von der Temperatur ab..
Die Temperatur spielt eine wichtige Rolle bei der magnetischen Permeabilität eines Materials. Tatsächlich ist dieser Wert nicht immer konstant. Wenn die Temperatur eines Materials ansteigt, wird es innerlich ungeordnet, so dass seine magnetische Reaktion abnimmt.
Die Materialien diamagnetisch Sie reagieren negativ auf Magnetfelder und stoßen sie ab. Michael Faraday (1791-1867) entdeckte diese Eigenschaft 1846, als er feststellte, dass ein Stück Wismut von einem der Pole eines Magneten abgestoßen wurde..
Irgendwie induziert das Magnetfeld des Magneten ein Feld in der entgegengesetzten Richtung innerhalb des Wismuts. Diese Eigenschaft ist jedoch nicht exklusiv für dieses Element. Alle Materialien haben es bis zu einem gewissen Grad.
Es kann gezeigt werden, dass die Nettomagnetisierung in einem diamagnetischen Material von den Eigenschaften des Elektrons abhängt. Und das Elektron ist Teil der Atome eines jeden Materials, deshalb können alle irgendwann eine diamagnetische Reaktion haben.
Wasser, Edelgase, Gold, Kupfer und viele mehr sind diamagnetische Materialien.
Stattdessen die Materialien paramagnetisch Sie haben eine eigene Magnetisierung. Deshalb können sie beispielsweise positiv auf das Magnetfeld eines Magneten reagieren. Sie haben eine magnetische Permeabilität nahe dem Wert von μoder.
In der Nähe eines Magneten können sie auch magnetisiert werden und selbst zu Magneten werden. Dieser Effekt verschwindet jedoch, wenn der reale Magnet aus der Nähe entfernt wird. Aluminium und Magnesium sind Beispiele für paramagnetische Materialien.
Paramagnetische Substanzen kommen in der Natur am häufigsten vor. Es gibt jedoch Materialien, die sich leicht von Permanentmagneten anziehen lassen..
Sie sind in der Lage, selbst Magnetisierung zu erlangen. Dies sind Eisen, Nickel, Kobalt und Seltene Erden wie Gadolinium und Dysprosium. Darüber hinaus sind einige Legierungen und Verbindungen zwischen diesen und anderen Mineralien als Materialien bekannt. ferromagnetisch.
Diese Art von Material reagiert sehr stark magnetisch auf ein externes Magnetfeld, wie beispielsweise einen Magneten. Deshalb haften Nickelmünzen an Stabmagneten. Und die Stabmagnete haften wiederum an den Kühlern.
Die relative magnetische Permeabilität von ferromagnetischen Materialien ist viel höher als 1. Im Inneren befinden sich kleine Magnete magnetische Dipole. Wenn sich diese magnetischen Dipole ausrichten, verstärken sie den magnetischen Effekt in ferromagnetischen Materialien..
Wenn sich diese magnetischen Dipole in Gegenwart eines externen Feldes befinden, richten sie sich schnell daneben aus und das Material haftet am Magneten. Obwohl das äußere Feld unterdrückt wird und der Magnet wegbewegt wird, verbleibt eine remanente Magnetisierung im Material.
Hohe Temperaturen verursachen in allen Substanzen innere Störungen, die eine sogenannte "thermische Bewegung" hervorrufen. Mit der Wärme verlieren die magnetischen Dipole ihre Ausrichtung und der magnetische Effekt verschwindet allmählich..
Die Curie-Temperatur ist die Temperatur, bei der der magnetische Effekt vollständig aus einem Material verschwindet. Bei diesem kritischen Wert werden ferromagnetische Substanzen paramagnetisch.
Geräte zum Speichern von Daten wie Magnetbänder und Magnetspeicher nutzen den Ferromagnetismus. Auch mit diesen Materialien werden hochintensive Magnete mit vielen Anwendungen in der Forschung hergestellt.
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