Wat is relatieve permeabiliteit?

De Relatieve doorlatendheid Het is de maat voor het vermogen van een bepaald materiaal, van gekruist door een stroom -zonder zijn kenmerken te verliezen -, met betrekking tot dat van een ander materiaal dat als referentie dient. Het wordt berekend als de reden tussen de permeabiliteit van het onderzochte materiaal en die van het referentiële materiaal. Daarom is het een bedrag dat dimensies mist.

Over het algemeen denkt u bij het praten over permeabiliteit aan een vloeistofstroom, gewoonlijk water. Maar er zijn ook andere elementen die stoffen kunnen oversteken, bijvoorbeeld magnetische velden. In dit geval is er sprake van magnetische permeabiliteit en van Relatieve magnetische permeabiliteit.

Het nikkel heeft een hoge relatieve magnetische permeabiliteit, dus de munten worden sterk vastgehouden aan de magneet. Bron: Pixabay.com.

De permeabiliteit van materialen is een zeer interessante eigenschap, ongeacht het type stroom dat ze kruist. Dankzij het is het mogelijk om te anticiperen op hoe deze materialen zich in zeer gevarieerde omstandigheden zullen gedragen.

Bodempermeabiliteit is bijvoorbeeld erg belangrijk bij het bouwen van structuren zoals afvoeren, trottoirs en meer. Zelfs voor gewassen is bodempermeabiliteit relevant.

Voor het leven kan de permeabiliteit van celmembranen de cel selectief zijn, door noodzakelijke stoffen zoals voedingsstoffen toe te staan ​​en anderen af ​​te wijzen die schadelijk kunnen zijn.

Wat betreft de magnetische relatieve permeabiliteit, ze geeft ons informatie over de respons van de materialen op de magnetische velden veroorzaakt door magneten of draden met stroom. Dergelijke elementen zijn er in overvloed in de technologie die ons omringt, dus het is de moeite waard om te investeren welke effecten op materialen.

[TOC]

Relatieve magnetische permeabiliteit

Een zeer interessante toepassing van elektromagnetische golven is het faciliteren van olievoorziening. Het is gebaseerd op het weten hoeveel de golf in staat is om de ondergrond binnen te dringen voordat hij erdoor wordt verzwakt.

Dit geeft een goed idee van het type rotsen dat zich op een bepaalde plaats bevindt, omdat elke rots een andere magnetische permeabiliteit heeft, volgens de compositie.

Kan u van dienst zijn: wat is de diëlektrische constante?

Zoals in het begin vermeld, op voorwaarde dat we het over hebben Relatieve doorlatendheid, De term "relatief" vereist het vergelijken van de grootte in een kwestie van een bepaald materiaal, met die van een ander dat als referentie dient.

Dit is altijd van toepassing, ongeacht of het permeabiliteit is voor een vloeistof of een magnetisch veld.

De leegte is de permeabiliteit, omdat elektromagnetische golven er geen probleem mee hebben om daarheen te gaan. Het is een goed idee om het als referentiewaarde te nemen om de relatieve magnetische permeabiliteit van elk materiaal te vinden.

Vacuümpermeabiliteit is niemand minder dan de bekende constante van de biot-savartwet, die dient om de magnetische inductievector te berekenen. De waarde ervan is:

μ_of = 4π . 10 ^-7 T.m/a (Tesla . Metro/ampère).

Deze constante is onderdeel van de natuur en is verbonden, samen met de elektrische vergoeding, aan de waarde van de snelheid van het licht in een vacuüm.

Om relatieve magnetische permeabiliteit te vinden, moet de magnetische respons van een materiaal in twee verschillende middelen worden vergeleken, waarvan er één de leegte is.

Bij de berekening van magnetische inductie B Uit een draad in een vacuüm bleek dat de omvang ervan is:

Waar B Het is de intensiteit van het magnetische veld, Je Het is de intensiteit van de huidige en R Het is de radiale afstand tot de draad. Als de draad in een ander medium wordt ondergedompeld, zal de grootte van het veld zijn:

En relatieve permeabiliteit μ_R Van dit medium is het het quotiënt tussen B en B_of: μ_R= B/B_of. Het is een dimensieloze hoeveelheid, zoals te zien is.

Classificatie van materialen volgens hun relatieve magnetische permeabiliteit

Relatieve magnetische permeabiliteit is een dimensieloze en positieve hoeveelheid, die op hun beurt de verhouding is van twee positieve hoeveelheden. Onthoud dat de module van een vector altijd groter is dan 0.

μ_R= B/B_of = μ / μ_of

μ = μ_R . μ_of

Deze grootte beschrijft wat de magnetische respons van een medium is in vergelijking met de nietige respons.

Kan u van dienst zijn: Thomson Atomic Model: kenmerken, postulaten, subatomaire deeltjes

Nu kan relatieve magnetische permeabiliteit gelijk zijn aan 1, minder dan 1 of groter dan 1. Dat hangt af van het materiaal in kwestie en ook van temperatuur.

• Uiteraard ja μ_R= 1 Het medium is leegte.
• Als het minder dan 1 is, is het een materiaal diamagnetisch
• Als het groter is dan 1, maar niet veel, is het materiaal paramagnetisch
• En als het veel groter is dan 1, is het materiaal ferromagnetisch.

De temperatuur speelt een belangrijke rol in de magnetische permeabiliteit van een materiaal. In feite is deze waarde niet altijd constant. Door de temperatuur van een materiaal te verhogen, stoor deze intern, dus de magnetische respons neemt af.

Diamagnetische en paramagnetische materialen

De materialen diamagnetisch Ze reageren negatief op de magnetische velden en stoten ze af. Michael Faraday (1791-1867) ontdekte deze eigenschap in 1846, toen hij ontdekte dat een stuk bismut werd afgestoten door een van de polen van een magneet.

Op de een of andere manier induceert het magnetische veld van de magneet een veld in de tegenovergestelde richting binnen de bismut. Deze eigenschap is echter niet exclusief voor dit element. Alle materialen hebben het tot op zekere hoogte.

Het is mogelijk om aan te tonen dat netto magnetisatie in een diamagnetisch materiaal afhankelijk is van de kenmerken van het elektron. En het elektron maakt deel uit van de atomen van elk materiaal, zodat iedereen op een bepaald moment een diamagnetische reactie kan hebben.

Water, edelgassen, goud, koper en nog veel meer, zijn diamagnetische materialen.

Aan de andere kant de materialen paramagnetisch Ze hebben wat hun eigen magnetisatie. Daarom kunnen ze bijvoorbeeld positief reageren op het magnetische veld van een magneet. Ze hebben een magnetische permeabiliteit vergelijkbaar met de waarde van μ_of.

Nabij een magneet kunnen ze ook magnetiseren en alleen magneten worden, maar dit effect verdwijnt wanneer de echte magneet uit de buurt wordt verwijderd. Aluminium en magnesium zijn voorbeelden van paramagnetische materialen.

Kan u van dienst zijn: wat is de elektriciteit? (Met experiment)

Echt magnetische materialen: ferromagnetisme

Paramagnetische stoffen zijn het meest voorkomende aard. Maar er zijn materialen die gemakkelijk worden aangetrokken door permanente magneten.

Ze kunnen voor zichzelf magnetisatie verwerven. Dit zijn ijzer, nikkel, kobalt en zeldzame aardes zoals gadolinio en disposium. Bovendien staan ​​sommige legeringen en verbindingen tussen deze en andere mineralen bekend als materialen Ferromagnetisch.

Dit type materiaal ervaart een zeer intense magnetische respons op een extern magnetisch veld, zoals een magneet, bijvoorbeeld. Dat is de reden waarom nikkelmunten vasthouden aan de barmagneten. En op zijn beurt houden de staafmagneten zich aan koelkasten.

De relatieve magnetische permeabiliteit van ferromagnetische materialen is veel groter dan 1. Binnen hebben ze kleine magneten genoemd Magnetische dipolen. Wanneer deze magnetische dipolen zijn uitgelijnd, intensiveren ze het magnetische effect binnen ferromagnetische materialen.

Wanneer deze magnetische dipolen in aanwezigheid van een extern veld zijn, passen ze zich snel aan en het materiaal houdt zich aan de magneet. Hoewel het externe veld wordt verondersteld, blijft weg, blijft een resterende magnetisatie in het materiaal.

Hoge temperaturen veroorzaken interne aandoeningen in alle stoffen, waardoor wat "thermische agitatie" wordt genoemd, produceert. Met warmte verliezen magnetische dipolen hun uitlijning en verdwijnt het magnetische effect.

Curie's temperatuur is de temperatuur waarvoor het magnetische effect volledig uit een materiaal verdwijnt. Tot deze kritische waarde worden ferromagnetische stoffen omgezet in paramagnetisch.

Gegevensopslagapparaten, zoals magnetische banden en magnetische herinneringen, maken gebruik van ferromagnetisme. Evenzo worden met deze materialen met veel intensiteitsmagneten met veel toepassingen in onderzoek vervaardigd.

Referenties

1. Tipler, p., Vlieg g. (2003). Natuurkunde voor wetenschap en technologie, deel 2.  Redactionele nagiereling. P. 810-821.
2. Zapata, f. (2003). Studie van mineralogieën geassocieerd met de Guafita 8x Oil Well behorend tot de Guafita Campo (Apure State) door metingen van magnetische gevoeligheid en mossbauer. Graad scriptie. Centrale Universiteit van Venezuela.