Manyetik geçirgenlik (mu) nedir

Uzun yıllara dayanan teknik uygulamalardan, bobinin endüktansının büyük ölçüde bobinin bulunduğu ortamın özelliklerine bağlı olduğunu biliyoruz. Bilinen bir endüktans L0 ile bir bakır tel bobinine bir ferromanyetik çekirdek eklenirse, daha önceki diğer koşullar altında bu bobindeki kendi kendine endüksiyon akımları (ek kapatma ve açma akımları) birçok kez artacaktır, deney ne anlama geleceğini doğrulayacaktır. birkaç kat artış indüktansbu şimdi L'ye eşit olacak.

deneysel gözlem

Tanımlanan bobinin içindeki ve etrafındaki boşluğu dolduran maddenin homojen olduğunu ve iletkeninden geçen akım tarafından üretildiğini varsayalım, manyetik alan sınırlarının dışına çıkmadan sadece bu bölgede yer alır.

Bobinin toroidal bir şekli varsa, kapalı bir halkanın şekli, o zaman bu ortam, alanla birlikte, toroidin dışında neredeyse hiç manyetik alan olmadığından, yalnızca bobinin hacminde yoğunlaşacaktır.Bu konum, eksen boyunca tüm manyetik çizgilerin de içinde yoğunlaştığı bir solenoid olan uzun bir bobin için de geçerlidir.

Örneğin, bir devrenin veya çekirdeksiz bobinin vakumdaki endüktansının L0'a eşit olduğunu varsayalım. O zaman aynı bobin için, ancak zaten belirli bir bobinin manyetik alan çizgilerinin bulunduğu boşluğu dolduran homojen bir maddede, endüktans L olsun. Bu durumda, L / L0 oranının başka bir şey olmadığı ortaya çıkıyor. belirtilen maddenin göreli manyetik geçirgenliği (bazen sadece "manyetik geçirgenlik" olarak adlandırılır).

Açıktır: manyetik geçirgenlik, belirli bir maddenin manyetik özelliklerini karakterize eden bir miktardır. Genellikle bu, maddenin durumuna (ve sıcaklık ve basınç gibi çevresel koşullara) ve doğasına bağlıdır.

Terimi anlamak

Bir manyetik alandaki bir maddeyle ilgili olarak "manyetik geçirgenlik" teriminin kullanılması, bir elektrik alanındaki bir madde için "dielektrik sabiti" teriminin kullanılmasına benzer.

Yukarıdaki formül L / L0 ile belirlenen manyetik geçirgenlik değeri, belirli bir maddenin mutlak manyetik geçirgenliklerinin mutlak boşluğa (vakum) oranı olarak da ifade edilebilir.

Göreceli manyetik geçirgenlik (manyetik geçirgenlik olarak da bilinir) boyutsuz bir niceliktir. Ancak mutlak manyetik geçirgenlik — vakumun manyetik geçirgenliği (mutlak!) ile aynı olan Hn / m boyutuna sahiptir (bu manyetik sabittir).

Aslında, ortamın (manyetik) devrenin endüktansını etkilediğini görüyoruz ve bu, ortamdaki bir değişikliğin devreye giren manyetik akıda Φ bir değişikliğe ve dolayısıyla indüksiyon B'de bir değişikliğe yol açtığını açıkça gösteriyor. , manyetik alanın her noktasına uygulanır.

Bu gözlemin fiziksel anlamı, aynı bobin akımı için (aynı manyetik yoğunluk H'de), manyetik alanının indüksiyonunun, mu manyetik geçirgenliği olan bir maddede, içindekinden belirli sayıda kat daha fazla (bazı durumlarda daha az) olacağıdır. tam vakum.

bu şekilde çünkü ortam mıknatıslanırve kendisi bir manyetik alana sahip olmaya başlar.Bu şekilde mıknatıslanabilen maddelere mıknatıs denir.

Mutlak manyetik geçirgenliğin ölçü birimi 1 H / m'dir (metre başına henry veya amper kare başına newton), yani böyle bir ortamın manyetik geçirgenliğidir, burada manyetik alan voltajında ​​H 1 A / m , a 1'in manyetik indüksiyonu meydana gelir T.

Fenomenin fiziksel resmi

Yukarıdan, farklı maddelerin (mıknatısların) akım döngüsünün manyetik alanının etkisi altında mıknatıslandığı ve bunun sonucunda manyetik alanların toplamı olan bir manyetik alan elde edildiği açıktır - mıknatıslanmış ortamın manyetik alanı artı akım döngüsü, bu yüzden büyüklüğü ortamı olmayan sadece akım alan devrelerinden farklıdır. Mıknatısların mıknatıslanmasının nedeni, atomlarının her birinde en küçük akımların varlığında yatmaktadır.

Manyetik geçirgenlik değerine göre, maddeler diyamanyetik (birden az - uygulanan alana göre mıknatıslanır), paramanyetler (birden fazla - uygulanan alan yönünde mıknatıslanır) ve ferromanyetler (birden çok daha fazla) olarak sınıflandırılır. — mıknatıslanmış ve uygulanan manyetik alanın devre dışı bırakılmasından sonra mıknatıslanmaya sahip).

Ferromanyetler ile karakterize edilir gecikmebu nedenle, saf haliyle "manyetik geçirgenlik" kavramı ferromanyetler için geçerli değildir, ancak belirli bir mıknatıslanma aralığında, bazı yaklaşımlarda, mıknatıslanma eğrisinin doğrusal bir kısmı ayırt edilebilir ve bunun için hesaplamanın mümkün olacağı manyetik geçirgenlik.

Süperiletkenlerde, manyetik geçirgenlik 0'dır (çünkü manyetik alan hacimleri ile tamamen yer değiştirmiştir) ve havanın mutlak manyetik geçirgenliği neredeyse mu vakuma eşittir (manyetik sabiti okuyun). Hava için mu 1'den biraz fazladır.