的磁导率是物质的属性,以产生其自身的磁场的物理量,当由外磁场的渗透。
这两个字段:外部字段和自己的字段都叠加在一起,得到一个结果字段。A,独立于材料,外场称为磁场强度H,而与外场重叠,则材料在磁感应B中感应。
图1.具有μ磁导率材料磁芯的电磁阀。资料来源:维基共享资源。
当涉及均质和各向同性的材料时,H和B场是成比例的。比例常数(标量和正数)是磁导率,用希腊字母μ表示:
乙 =μ ħ
在SI International System中,磁感应强度B是用特斯拉(T)来衡量的,而磁场强度H是用安培米/米(A / m)来衡量的。
由于μ必须保证方程中的尺寸均匀性,因此SI系统中μ的单位为:
=(特斯拉⋅米)/安培=(T⋅m)/ A
真空导磁率
让我们看看在线圈或螺线管中如何产生以B和H表示的绝对值的磁场。从那里开始,将介绍真空的磁导率的概念。
螺线管由螺旋缠绕的导体组成。螺旋线的每转称为一转。如果电流通过螺线管我通过,则我们有一个产生磁场的电磁铁乙。
此外,随着电流i的增加,磁感应强度B的值更大。并且当匝数n增加时(螺线管的长度d之间的匝数N)。
影响螺线管产生的磁场值的另一个因素是其内部材料的磁导率μ。最后,所述场的大小为:
B =μ。i.n =μ。在一个)
如上一节所述,磁场强度H为:
高= i。(N / d)
仅取决于循环电流和螺线管的匝数密度的该大小的场H“渗透”磁导率μ的材料,从而使其磁化。
然后产生一个总大小为B的磁场,它的总和取决于螺线管内部的材料。
真空电磁阀
类似地,如果螺线管内部的材料是真空,则H场会“渗透”真空,从而产生合成场B。真空中的B场与螺线管产生的H之间的商决定了真空的磁导率。 ,其值为:
μo = 4πx 10 -7(T⋅m)/ A
原来,以前的值是直到2019年5月20日的确切定义。截至该日期,已对国际体系进行了修订,从而导致μ或通过实验进行测量。
但是,到目前为止进行的测量表明该值非常准确。
磁导率表
材料具有特征的磁导率。现在,可以找到其他单位的导磁率。例如,让我们以电感的单位为亨利(H):
1H = 1(T * m 2)/A。
将此单元与开始时给出的单元进行比较,可以看到有一个相似之处,尽管区别在于亨利拥有的平方米。因此,磁导率被认为是每单位长度的电感:
= H / m。
磁导率μ与材料的另一物理性质密切相关,称为磁化率χ,其定义为:
μ=μ或(1 +χ)
在前面的表达式中,μo是真空的磁导率。
磁化率χ是外磁场H与材料M的磁化强度之间的比例。
相对磁导率
表示相对于真空的磁导率的磁导率是非常普遍的。这被称为相对磁导率,它不过是材料的磁导率与真空的磁导率之比。
根据此定义,相对磁导率是无单位的。但这是对材料进行分类的有用概念。
例如,材料是铁磁性的,只要它们的相对磁导率远大于1。
同样,顺磁性物质的相对磁导率刚好高于1。
最后,抗磁性材料的相对磁导率刚好低于1。原因是它们被磁化,从而产生与外部磁场相反的磁场。
值得一提的是,铁磁材料表现出一种被称为“磁滞”的现象,在这种现象中,铁磁材料会保留先前施加的磁场。由于这种特性,它们可以形成永磁体。
图2.铁氧体磁存储器。资料来源:Wikimedia Commons
由于铁磁性材料的磁性记忆,早期数字计算机的记忆是导体横越的小型铁氧体磁环。他们在那里保存,提取或擦除了存储器的内容(1或0)。
材料及其渗透性
以下是一些材料,其磁导率以H / m为单位,相对磁导率用括号表示:
铁: 6.3 x 10 -3(5000)
钴铁:2.3 x 10 -2(18000)
镍铁: 1.25 x 10 -1(100000)
锰锌: 2.5 x 10 -2(20000)
碳素钢: 1.26 x 10 -4(100)
钕磁铁: 1.32 x 10 -5(1.05)
铂金: 1.26 x 10 -6 1.0003
铝: 1.26 x 10 -6 1.00002
空气 1.256 x 10 -6(1.0000004)
铁氟龙 1.256 x 10 -6(1.00001)
干木 1.256 x 10 -6(1.0000003)
铜 1.27 x10 -6(0.999)
纯净水 1.26 x 10 -6(0.999992)
超导体: 0(0)
表分析
查看此表中的值,可以看出第一组具有较高磁导率,相对于真空具有较高的磁导率。这些是铁磁材料,非常适合制造用于产生大磁场的电磁体。
图3.曲线B与曲线 H用于铁磁,顺磁和反磁材料。资料来源:维基共享资源。
然后我们有了第二组材料,其相对磁导率刚好在1以上。这些是顺磁材料。
然后您可以看到相对磁导率刚好低于1的材料。这些是抗磁性材料,例如纯水和铜。
最后,我们有一个超导体。超导体具有零磁导率,因为它完全排除了它们内部的磁场。超导体在电磁体的核心中没有用。
但是,通常会构建超导电磁体,但是将超导体用于绕组中会产生很高的电流,从而产生高磁场。
参考文献
- 拨号网。查找磁导率的简单实验。从以下位置恢复:Dialnet.unirioja.es
- Figueroa,D.(2005年)。系列:科学与工程物理。第6卷。电磁学。由Douglas Figueroa(USB)编辑。215-221。
- Giancoli,D.,2006年。《物理:应用原理》。第六届Ed Prentice Hall。560-562。
- 柯克·帕特里克(Kirkpatrick,L。),2007年。《物理学:世界观》。第六版。圣智学习。233。
- Youtube。磁性5-磁导率。从以下网址恢复:youtube.com
- 维基百科。磁场。从以下位置恢复:es.wikipedia.com
- 维基百科。磁导率(电磁)。从以下位置恢复:en.wikipedia.com