Какво е магнитна пропускливост (mu)

От многогодишна техническа практика знаем, че индуктивността на намотката е силно зависима от характеристиките на средата, в която се намира намотката. Ако феромагнитно ядро ​​се добави към бобина от медна тел с известна индуктивност L0, тогава при други предишни обстоятелства токовете на самоиндукция (допълнителни токове на затваряне и отваряне) в тази намотка ще се увеличат многократно, експериментът ще потвърди това, което ще означава няколко пъти увеличаване индуктивносткоято сега ще бъде равна на L.

Експериментално наблюдение

Да приемем, че средата, веществото, запълващо пространството вътре и около описаната намотка, е хомогенна и се генерира от тока, протичащ през нейния проводник, магнитно поле локализирани само в тази определена зона, без да излизат извън нейните граници.

Ако бобината има тороидална форма, формата на затворен пръстен, тогава тази среда, заедно с полето, ще бъде концентрирана само в обема на бобината, тъй като на практика няма магнитно поле извън тороида. Тази позиция е валидна и за дълга намотка — соленоид, в която всички магнитни линии също са концентрирани вътре — по оста.

Например, да кажем, че индуктивността на някаква верига или намотка без сърцевина във вакуум е равна на L0. След това за същата намотка, но вече в хомогенно вещество, което запълва пространството, където присъстват магнитните силови линии на дадена намотка, нека индуктивността е L. В този случай се оказва, че съотношението L / L0 е нищо друго освен относителната магнитна пропускливост на посоченото вещество (понякога просто казват „магнитна пропускливост“).

Става очевидно: магнитната пропускливост е величина, която характеризира магнитните свойства на дадено вещество. Често това зависи от състоянието на веществото (и от условията на околната среда като температура и налягане) и от естеството му.

Разбиране на термина

Въвеждането на термина «магнитна пропускливост» по отношение на вещество, намиращо се в магнитно поле, е подобно на въвеждането на термина «диелектрична константа» за вещество в електрическо поле.

Стойността на магнитната пропускливост, определена по горната формула L / L0, може да се изрази и като съотношението на абсолютните магнитни пропускливости на дадено вещество и абсолютната празнота (вакуум).

Лесно е да се види: относителната магнитна пропускливост (известна още като магнитна пропускливост) е безразмерна величина. Но абсолютната магнитна пропускливост — има измерението Hn / m, същото като магнитната пропускливост (абсолютна!) На вакуума (това е магнитната константа).

Всъщност виждаме, че средата (магнитната) влияе върху индуктивността на веригата и това ясно показва, че промяната в средата води до промяна в магнитния поток Ф, проникващ във веригата, и следователно до промяна в индукцията B , приложени към всяка точка на магнитното поле.

Физическият смисъл на това наблюдение е, че при същия ток на бобината (при същата магнитна интензивност H) индукцията на нейното магнитно поле ще бъде определен брой пъти по -голяма (в някои случаи по -малка) в вещество с магнитна пропускливост mu, отколкото в пълен вакуум.

Това е така, защото средата се намагнетизира, и самият той започва да притежава магнитно поле.Вещества, които могат да се намагнетизират по този начин, се наричат ​​магнити.

Единицата за измерване на абсолютната магнитна пропускливост е 1 H / m (хенри на метър или нютон на ампер на квадрат), тоест това е магнитната пропускливост на такава среда, където при напрежение на магнитното поле H 1 A / m , възниква магнитна индукция от 1 T.

Физическа картина на явлението

От гореизложеното става ясно, че различни вещества (магнити) се намагнетизират под действието на магнитното поле на токовия контур и в резултат се получава магнитно поле, което е сумата от магнитни полета — магнитното поле от намагничената среда плюс от токовия контур, поради което се различава по величина от полевите схеми само с ток без среда. Причината за намагнитването на магнитите се крие в съществуването на най -малките токове във всеки от техните атоми.

По стойността на магнитната пропускливост веществата се класифицират в диамагнетици (по -малко от един — намагнетизиран спрямо приложеното поле), парамагнити (повече от един — намагнетизиран по посока на приложеното поле) и феромагнити (много повече от един — намагнетизирани и имат намагнитване след изключване на приложеното магнитно поле).

Феромагнетиците се характеризират с хистерезисследователно понятието „магнитна пропускливост“ в чист вид не е приложимо за феромагнетици, но в определен диапазон на намагнитване, в някакво приближение, може да се разграничи линейна част от кривата на намагнитване, за която ще бъде възможно изчислете магнитната пропускливост.

В свръхпроводниците магнитната пропускливост е 0 (тъй като магнитното поле е напълно изместено от обема им), а абсолютната магнитна пропускливост на въздуха е почти равна на mu вакуума (прочетете магнитната константа). За въздуха mu е малко повече от 1.