עיקרי מדע

פיזיקת חדירות מגנטית

פיזיקת חדירות מגנטית
פיזיקת חדירות מגנטית

וידאו: מגנטיות 2024, סֶפּטֶמבֶּר

וידאו: מגנטיות 2024, סֶפּטֶמבֶּר
Anonim

חדירות מגנטית, עלייה או ירידה יחסית בשדה המגנטי שהתקבל בתוך חומר לעומת שדה המגנטיזציה בו נמצא החומר הנתון; או המאפיין של חומר השווה לצפיפות השטף המגנטי B שנקבע בתוך החומר על ידי שדה ממגנט המחולק בעוצמת השדה המגנטי H של שדה המגנטיזציה. כך חדירות מגנטית μ (מו יוונית) מוגדרת כ- μ = B / H. צפיפות שטף מגנטי B היא מדד לשדה המגנטי בפועל בתוך חומר שנחשב לריכוז של קווי שדה מגנטי, או שטף, ליחידת חתך רוחב יחידה. חוזק שדה מגנטי H הוא מדד לשדה הממגנט המופק בזרימת זרם חשמלי בסליל חוט.

בחלל ריק, או חופשי, צפיפות השטף המגנטי זהה לשדה המגנט, מכיוון שאין שום משנה לשנות את השדה. ביחידות סנטימטר-גרם – שנייה (cgs), החדירות B / H של החלל היא חסרת ממד ויש לה ערך של 1. ביחידות מטר-קילוגרם-שנייה (mks) ויחידות SI, B ו- H הן בעלות ממדים שונים, והחדירות של שטח פנוי (מסמל μ 0) הוגדר כשווה ל- 4π × 10 - 7 וובר למטר אמפר, כך שיחידת ה- mks של זרם חשמלי עשויה להיות זהה ליחידה המעשית, האמפר. עם ההגדרה המחודשת של האמפרה בשנת 2019, 0 μ כבר לא שווה ל- 4π × 10 - 7 וובר למטר אמפר ויש לקבוע אותו בניסוי. (עם זאת, [μ 0 / 4π × 10 - 7] הוא 1.00000000055, עדיין קרוב מאוד לערכו הקודם.) במערכות אלה החדירות, B / H, נקראת החדירות המוחלטת μ של המדיום. לאחר מכן מוגדר החדירות היחסית μ r כיחס μ / μ 0, שהוא חסר ממדים. לפיכך, החדירות היחסית של שטח פנוי, או ואקום, היא 1.

ניתן לסווג חומרים באופן מגנטי על בסיס החדירות שלהם. לחומר יהלומי יש חדירות יחסית קבועה מעט פחות מ -1. כאשר החומר הדיגמנטי, כמו ביסמוט, ממוקם בשדה מגנטי, השדה החיצוני גורש בחלקו וצפיפות השטף המגנטי בתוכו מצטמצמת מעט. לחומר פרמגנטי יש חדירות יחסית קבועה מעט יותר מ 1. כאשר חומר פרמגנטי, כמו פלטינה, ממוקם בשדה מגנטי, הוא הופך לממגנט מעט לכיוון השדה החיצוני. לחומר פרומגנטי, כמו ברזל, אין חדירות יחסית קבועה. ככל ששדה המגנטיות גדל, החדירות היחסית עולה, מגיעה למקסימום ואז יורדת. לברזל מטוהר וסגסוגות מגנטיות רבות יש חדירות יחסית מקסימאלית של 100,000 ומעלה.