De multe ori ne gândim la modul în care magneții atrag obiecte metalice. Nu sunt mai puțin decât minunile din viața reală, în special transformatoarele și modul în care ne alimentează dispozitivele. Toate dispozitivele pe care le folosim sunt unul dintre acești magneți de magneți pe care îi numim permeabilitate magnetică. Este un concept pur, care este inima multor majori precum electromagnetismul, electronica și știința materialelor.
Dacă credeți că veți primi aici o prelegere de fizică plictisitoare, nu vă faceți griji, vă vom arăta ce permeabilitate magnetică este într -un mod simplu și distractiv. Deci, indiferent dacă sunteți student sau pur și simplu aveți timp liber învățând ceva, aici veți găsi cum funcționează lumea reală.
În cuvinte simple, ce este permeabilitatea magnetică?
Permeabilitatea magnetică este cât de ușor se poate transforma orice material într -un alt magnet sau se poate magnetiza. Nu pentru a fi prea profesor de fizică, dar vă spune cum orice poate conduce linii de forță magnetice.
Trebuie să fiți familiarizați cu conductivitatea electrică, care spune cât de ușor trece electricitatea prin orice fir. De asemenea, permeabilitatea magnetică arată cum poate trece pe lângă un câmp magnetic printr -un material.
Acum, dacă așezați un material lângă un câmp magnetic, ce se va întâmpla? Vreo idee? Va exista o permeabilitate ridicată numai dacă în cazul cât de mult susține un material. Dacă materialul este reticent să intre în câmp, atunci mai puțin și mai puțin va fi permeabilitatea.
Sperăm să cunoașteți conceptul de permeabilitate magnetică deocamdată. Chiar dacă nu ai făcut -o, nu -ți face griji. Vei ști când vom începe să vorbim despre intervalul de permeabilitate magnetică.
Exemple de permeabilitate magnetică
Deci, să aducem permeabilitatea magnetică la viață și să învățăm cum funcționează.
Fier lipit de un magnet:Să zicem, pentru o clipă, există o cuie de fier într -o mână și un magnet în cealaltă. Când le vei reuni încet, vei simți o forță de atracție pe mâinile tale, unde magnetul va atrage unghia de fier în sine. Acum, acest lucru înseamnă că există o permeabilitate magnetică ridicată, care răspunde puternic la câmpurile magnetice ridicate.
Lemn și magneți:Ce zici de lemn? Ați întâlnit vreodată lemn lipit de un magnet? Desigur că nu. Pădurile nu au permeabilitate magnetică în comparație cu fier sau oțel metale.
Nota: Cel mai bun exemplu de permeabilitate magnetică este transformatorul. Nucleele de transformare sunt realizate din oțeluri speciale cu cea mai mare permeabilitate, care funcționează perfect în câmpurile magnetice pentru a -și îndeplini aplicațiile.
Deci, dacă un magnet se lipește de ceva sau nu, nu este vorba despre magnet; Este vorba dacă ceva trece câmpurile magnetice prin el sau nu.
Ce spune știința despre permeabilitatea magnetică?
Acum, să ajungem în perspectivele științifice. Vă promit că nu va fi deloc plictisitor.
Când vorbim despre permeabilitatea a ceva sau a unui material, acesta este derivat dintr -o ecuație care spune:μ=H/B
● Aici μ (MU) se referă la permeabilitatea magnetică.
● B se referă la densitatea fluxului magnetic, care arată cât de puternice sunt câmpurile magnetice în jurul materialului.
● H se referă la rezistența câmpului magnetic, care este câmpul magnetic aplicat din exterior și cât de puternic este.
Care este diferența dintre permeabilitatea absolută și permeabilitatea relativă?
Există două tipuri de permeabilitate.
Permeabilitate absolută:Valoarea permeabilității pe care o folosim atunci când un material specific este la îndemână. Simbolul său este „μ”.
Permeabilitate relativă:Acum, vorbiți despre permeabilitate relativă, care va deveni un pic dificilă, dar nu vă faceți griji. Compara permeabilitatea a ceva în spațiu liber; Putem spune că un vid are o permeabilitate în ceea ce privește ecuația: μ 0=4 π × 10^7 h/m
Deci, permeabilitatea relativă va fi: μR=μ/μO
Dacă există un material cu μᵣ> 1, acesta va reprezenta faptul că are un câmp magnetic mai bun, care se mai numește și feromagnetic. Dacă μᵣ <1, atunci va prezenta un câmp slab sau mai puțin magnetic, care este cunoscut sub numele de diamagnetic.
Tipuri de materiale magnetice bazate pe permeabilitate
Acum, iată partea de interval în care veți vedea totul de interes. Vorbește despre materiale, apoi răspund diferit la câmpurile magnetice în funcție de permeabilitatea lor. Dacă le vom sparge în diferite părți, veți ști mai bine cum funcționează.
1. Materiale ferromagnetice
Materialele ferromagnetice sunt foarte frecvente și au o permeabilitate relativă foarte mare. Un astfel de tip de material atrage puternic în câmpuri magnetice și se poate adapta, de fapt, la magnetism pentru o perioadă atunci când câmpul este îndepărtat.
Exemple: include fier, nichel, cobalt și multe altele.
2. Materiale paramagnetice
Materialele paramagnetice sunt parțial atrase de câmpurile magnetice, mai degrabă decât de puternic. Un astfel de material nu menține și nu adoptă magnetism atunci când câmpul este înlăturat. Permeabilitatea lor relativă devine doar puțin mai mult de 1.
Exemple: includeți aluminiu, platină, magneziu etc.
3. Materiale diamagnetice
Un astfel de tip de material este ușor respins de câmpul magnetic, mai degrabă decât de a fi atras de el. Permeabilitatea sa relativă este puțin mai mică de 1, ceea ce explică de ce este respinsă de câmpuri magnetice.
Exemple: cupru, bismut, apă și multe altele.
Importanța permeabilității magnetice
A vorbi despre permeabilitatea metameric nu este doar o prelegere într -o clasă de fizică; Este un exemplu literal al modului în care funcționează tehnologia modernă. Aici, aflați cum folosim permeabilitatea magnetică înTot ce folosim zilnic.
Motoare electrice și transformatoare
Permeabilitatea magnetică este utilizată în transformatoare, iar motoarele electrice depind complet de câmpurile magnetice pentru a genera și transfera energie. Materialele utilizate în aceste sisteme au o permeabilitate ridicată, permițând un transfer de energie mai bun și, ca urmare, reducerea pierderilor de energie și a pierderilor de căldură.
Profit de câmpurile magnetice externe
Unii ingineri folosesc materiale cu mai puțină permeabilitate, cum ar fi scanerele RMN pentru nave spațiale. Astfel de materiale sunt utilizate pentru a proteja componentele de oricare dintre câmpurile magnetice externe.
Dispozitive de stocare a datelor
Folosim benzi magnetice și hard disk -uri; Toate aceste materiale sunt materiale ferromagnetice. Sunt folosite pentru a stoca sau salva date.
Utilizarea electromagnetelor
Electromagnetele au multe utilizări, cum ar fi în macarale și scanere cu imagini trans (RMN) magnetice. Electromagnetismul funcționează pe materiale care pătrund în câmpurile magnetice din cauza permeabilității lor ridicate.
Permeabilitatea nu este întotdeauna constantă
Acum, trebuie să înțelegeți o altă răsucire. Anumiți factori pot determina încărcarea permeabilității magnetice. Pentru a înțelege mai bine, anunțați -mă care sunt acești factori.
Saturație magnetică
Există o diferență de saturație: cât un material poate lua flux magnetic. Dacă fierul, care este un material extrem de permeabil, este aplicat pe un câmp magnetic, acesta se va satura, dar nu va lua flux magnetic.
Este ca un burete atunci când este înmuiat în apă. Cât poate ține? Oricât de mult poate.
Diferențe de temperatură
Temperatura afectează permeabilitatea.
● Dacă încălziți materialele ferromagnetice, atunci permeabilitatea lor poate scădea.
● De asemenea, la temperatura Curie, capătul își va pierde toate proprietățile magnetice și nu va mai reacționa la câmpul magnetic.
Diferența de frecvență
Dacă ceva folosește un curent alternativ, cum ar fi transformatoarele, permeabilitatea poate avea frecvențe diferite. Astfel de cazuri duc la unele pierderi de bază pe care inginerii le lucrează în continuare pentru a le gestiona.
Fapte amuzante despre permeabilitatea magnetică
Acum, destul de multe dintre ecuații și toată știința robotică, să vă prezentăm partea distractivă a permeabilității magnetice.
● Dacă vorbim despre un vid, atunci are o permeabilitate de bază. Aceasta înseamnă că spațiile goale lasă câmpurile magnetice să treacă, făcând permeabilitatea o constantă universală.
● Unele materiale plutesc într -un câmp magnetic. La fel ca bismutul și grafitul, ei pot levita în câmpuri magnetice puternice din cauza diamagnetismului.
● Te -ai întrebat vreodată cum protejează nave spațiale sau instrumente de laborator din câmpul magnetic al Pământului? Ei folosesc Mu-Metals, care au o permeabilitate extrem de mare, pentru a-și menține echilibrul și a le salva de câmpul magnetic al Pământului.
● Câmpul magnetic al Pământului este generat de o bilă ferromagnetică uriașă în miezul Pământului.
Întrebări frecvente
Permeabilitatea magnetică și magnetismul sunt același lucru?
Nu, nu sunt. Magnetismul este o proprietate mai generală; Permeabilitatea este măsurabilă folosind ecuația sa, ceea ce arată modul în care un material răspunde la câmpul magnetic.
Putem schimba permeabilitatea materială?
Da, puteți schimba permeabilitatea materială. Tot ce trebuie să faceți este să aplicați acei factori care afectează permeabilitatea. Cum ar fi aplicarea căldurii, stresului, schimbarea formei și multe altele.
De ce este atât de importantă permeabilitatea pentru ingineri?
Unul dintre motivele pentru care permeabilitatea este foarte importantă este pentru că este nucleul unor mașini importante precum transformatoare, senzori și orice altceva care folosește procesul de electromagnetism. În astfel de cazuri, inginerii folosesc materiale permeabile drepte, crescând eficiența lor și prevenind deșeurile.
Concluzie
Permeabilitatea magnetică sună ca un subiect științific plictisitor, dar este foarte interesant. Ceea ce îl face mai interesant este rolul său în viața noastră de zi cu zi. Folosim un încărcător care alimentează telefoanele noastre, scanerele RMN la spitale și chiar câmpurile magnetice ale Pământului. Toate acestea explică de ce permeabilitatea magnetică este atât de importantă pentru noi. Deci, toate aceste cunoștințe răspund acum la întrebarea dvs.: „Ce este permeabilitatea magnetică?”
