Apakah kebolehtelapan magnetik (mu)

Kami tahu dari bertahun-tahun amalan teknikal bahawa induktansi gegelung sangat bergantung pada ciri-ciri persekitaran di mana gegelung itu terletak. Jika teras feromagnetik ditambah pada gegelung wayar kuprum dengan kearuhan yang diketahui L0, maka dalam keadaan lain sebelumnya, arus aruhan sendiri (arus penutup dan pembukaan tambahan) dalam gegelung ini akan meningkat berkali-kali, eksperimen akan mengesahkan apa yang akan bermakna. beberapa kali meningkat induktansiyang kini akan sama dengan L.

Pemerhatian eksperimen

Mari kita andaikan bahawa medium, bahan yang mengisi ruang di dalam dan di sekeliling gegelung yang diterangkan, adalah homogen dan dijana oleh arus yang mengalir melalui konduktornya, medan magnet terletak hanya di kawasan tertentu ini tanpa melampaui sempadannya.

Jika gegelung mempunyai bentuk toroid, bentuk cincin tertutup, maka medium ini, bersama-sama dengan medan, akan tertumpu hanya dalam isipadu gegelung, kerana hampir tiada medan magnet di luar toroid.Kedudukan ini juga sah untuk gegelung panjang - solenoid, di mana semua garis magnet juga tertumpu di dalam - sepanjang paksi.

Sebagai contoh, katakan kearuhan beberapa litar atau gegelung tanpa teras dalam vakum adalah sama dengan L0. Kemudian untuk gegelung yang sama, tetapi sudah dalam bahan homogen yang memenuhi ruang di mana garis medan magnet gegelung yang diberikan hadir, biarkan induktansi menjadi L. Dalam kes ini, ternyata nisbah L / L0 tidak lain adalah kebolehtelapan magnetik relatif bahan yang ditentukan (kadangkala hanya dipanggil "ketelapan magnet").

Ia menjadi jelas: kebolehtelapan magnet ialah kuantiti yang mencirikan sifat magnet bagi bahan tertentu. Selalunya ini bergantung pada keadaan jirim (dan keadaan persekitaran seperti suhu dan tekanan) dan sifatnya.

Memahami istilah

Pengenalan istilah «ketelapan magnetik» berhubung dengan bahan dalam medan magnet adalah serupa dengan pengenalan istilah «pemalar dielektrik» untuk bahan dalam medan elektrik.

Nilai kebolehtelapan magnet, ditentukan oleh formula di atas L / L0, juga boleh dinyatakan sebagai nisbah kebolehtelapan magnet mutlak bahan tertentu dan lompang mutlak (vakum).

Mudah dilihat: kebolehtelapan magnet relatif (juga dikenali sebagai kebolehtelapan magnet) ialah kuantiti tanpa dimensi. Tetapi kebolehtelapan magnet mutlak - mempunyai dimensi Hn / m, sama dengan kebolehtelapan magnet (mutlak!) vakum (ini adalah pemalar magnet).

Malah, kita melihat bahawa persekitaran (magnetik) mempengaruhi induktansi litar, dan ini jelas menunjukkan bahawa perubahan dalam persekitaran membawa kepada perubahan dalam fluks magnet Φ menembusi litar, dan oleh itu kepada perubahan dalam aruhan B , digunakan pada setiap titik medan magnet.

Maksud fizikal pemerhatian ini ialah untuk arus gegelung yang sama (pada keamatan magnet yang sama H) aruhan medan magnetnya akan menjadi beberapa kali lebih besar (dalam beberapa kes kurang) dalam bahan dengan kebolehtelapan magnet mu daripada dalam vakum penuh.

Ia adalah cara ini kerana medium bermagnet, dan ia sendiri mula mempunyai medan magnet. Bahan yang boleh dimagnetkan dengan cara ini dipanggil magnet.

Unit ukuran kebolehtelapan magnet mutlak ialah 1 H / m (henry per meter atau newton per ampere kuasa dua), iaitu, ia adalah kebolehtelapan magnet bagi medium sedemikian di mana pada voltan medan magnet H 1 A / m , a aruhan magnet 1 berlaku T.

Gambaran fizikal fenomena

Daripada perkara di atas adalah jelas bahawa bahan yang berbeza (magnet) dimagnetkan di bawah tindakan medan magnet gelung semasa dan akibatnya medan magnet diperolehi, iaitu jumlah medan magnet - medan magnet medium magnet. ditambah dengan gelung semasa, itulah sebabnya ia berbeza dalam magnitud daripada litar medan semasa sahaja tanpa medium. Sebab magnetisasi magnet terletak pada kewujudan arus terkecil dalam setiap atomnya.

Mengikut nilai kebolehtelapan magnet, bahan dikelaskan kepada diamagnet (kurang daripada satu - bermagnet berkenaan dengan medan yang digunakan), paramagnet (lebih daripada satu - bermagnet ke arah medan yang digunakan) dan feromagnet (lebih daripada satu). — bermagnet dan mempunyai kemagnetan selepas penyahaktifan medan magnet yang digunakan).

Ferromagnet dicirikan oleh histerisisoleh itu, konsep "kebolehtelapan magnet" dalam bentuk tulennya tidak terpakai kepada ferromagnet, tetapi dalam julat kemagnetan tertentu, dalam beberapa anggaran, bahagian linear lengkung magnetisasi boleh dibezakan, yang mana ia boleh dikira. kebolehtelapan magnet.

Dalam superkonduktor, kebolehtelapan magnet ialah 0 (kerana medan magnet disesarkan sepenuhnya oleh isipadunya), dan kebolehtelapan magnet mutlak udara hampir sama dengan vakum mu (baca pemalar magnet). Untuk udara, mu lebih sedikit daripada 1.