1. Класифікація речовин за значенням магнітної проникності [ правити | правити код ]
2. Магнітні проникності деяких речовин і матеріалів [ правити | правити код ]
3. Магнітна сприйнятливість і магнітна проникність деяких матеріалів [ правити | правити код ]

Магнітна проникність - фізична величина , Коефіцієнт (залежить від властивостей середовища), що характеризує зв'язок між магнітної індукції B {\ displaystyle {B}} і напруженістю магнітного поля H {\ displaystyle {H}} в речовині.

Для різних середовищ цей коефіцієнт різний, тому говорять про магнітну проникність конкретної середовища (маючи на увазі її складу, стан, температуру і т. Д.).

Зазвичай позначається грецькою буквою μ {\ displaystyle \ mu} . Може бути як скаляром (у ізотропних речовин ), так і тензором (у анізотропних ).

Вперше цей термін зустрічається в роботі Вернера Сіменса «Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus» ( «Внесок в теорію електромагнетизму») ​​опублікованої в 1881 році [1] .

Загалом, співвідношення між магнітною індукцією і напруженістю магнітного поля через магнітну проникність вводиться як:

B → = μ H →, {\ displaystyle {\ vec {B}} = \ mu {\ vec {H}},}

і μ {\ displaystyle \ mu} в загальному випадку тут слід розуміти як тензор, що в компонентної записи має вигляд [2] :

B i = μ i j H j {\ displaystyle \ B_ {i} = \ mu _ {ij} H_ {j}}

Для ізотропних речовин співвідношення:

B → = μ H → {\ displaystyle {\ vec {B}} = \ mu {\ vec {H}}}

можна розуміти в сенсі множення вектора на скаляр (магнітна проникність зводиться в цьому випадку до скаляру).

В системі СГС магнітна проникність - безрозмірна величина , в Міжнародній системі одиниць (СІ) вводять як розмірну (абсолютну), так і безрозмірну (відносну) магнітні проникності:

μ r = μ μ 0 {\ displaystyle \ mu _ {r} = {\ frac {\ mu} {\ mu _ {0}}}} , Де μ r {\ displaystyle \ mu _ {r}} - відносна, а μ {\ displaystyle \ mu} - абсолютна проникність, μ 0 {\ displaystyle \ mu _ {0}} - магнітна постійна .

Нерідко позначення μ {\ displaystyle \ mu} використовується не для абсолютної, а саме для відносної магнітної проникності (при цьому μ {\ displaystyle \ mu} співпадає з таким в СГС ).

Розмірність абсолютної магнітної проникності в СІ така ж, як розмірність магнітної постійної, тобто Гн / м або Н / А 2.

Відносна магнітна проникність в СІ пов'язана з магнітною сприйнятливістю χ співвідношенням:

μ r = 1 + χ, {\ displaystyle \ mu _ {r} = 1 + \ chi,}

а в гаусом системі магнітна проникність пов'язана з магнітною сприйнятливістю χ співвідношенням:

μ = 1 + 4 π χ. {\ Displaystyle \ mu = 1 + 4 \ pi \ chi.}

Взагалі кажучи, магнітна проникність залежить як від властивостей речовини, так і від величини і напрямки магнітного поля для анізотропних речовин (і, крім того, від температури, тиску і т. д.).

Також вона залежить від швидкості зміни поля з часом, зокрема, для синусоидального зміни поля - залежить від частоти цього коливання (в цьому випадку для опису намагнічування вводять комплексну магнітну проникність, щоб описати вплив речовини на зсув фази B щодо H). При досить низьких частотах - невеликий швидкості зміни поля, її можна зазвичай вважати в цьому сенсі незалежною від частоти.

• Магнітна проникність сильно залежить від величини поля для нелінійних по магнітної сприйнятливості середовищ (типовий приклад - ферромагнетики , Для яких характерний магнітний гистерезис ). Для таких середовищ магнітна проникність, як незалежне від поля число, може вказуватися наближено, в лінійному наближенні.
• Для парамагнетиків і діамагнетиків лінійне наближення досить добре виконується для широкого діапазону зміни величини поля.

Класифікація речовин за значенням магнітної проникності [ правити | правити код ]

Переважна більшість речовин відносяться або до класу діамагнетіков (Μ ⪅ 1 {\ displaystyle \ mu \ lessapprox 1} ), Або до класу парамагнетиков (Μ ⪆ 1 {\ displaystyle \ mu \ gtrapprox 1} ). Але існує ряд речовин - ( ферромагнетики ), Наприклад залізо , Мають більш вираженими магнітними властивостями.

Для феромагнетиків, внаслідок гистерезиса , Поняття магнітної проникності, строго кажучи, не застосовується. Однак, в певному діапазоні зміни намагнічує поле (в тих випадках, коли можна було знехтувати залишкової намагніченістю , Але до насичення) можна, в кращому або гіршому наближенні, все ж уявити цю залежність як лінійну (а для магнитомягких матеріалів обмеження знизу може бути і не дуже практично істотно), і в цьому сенсі величина магнітної проникності буває виміряна і для них.

магнітна проникність надпровідників дорівнює нулю, так як матеріал виштовхує магнітне поле при переході в надпровідний стан, іноді кажуть, що надпровідники - ідеальні Діамагнетик.

Абсолютна магнітна проникність повітря приблизно дорівнює магнітної проникності вакууму і в технічних розрахунках приймається рівною [3] магнітної постійної = 4 π × 10 - 7 {\ displaystyle 4 \ pi \ \ times \ 10 ^ {- 7}} Гн / м

Магнітні проникності деяких речовин і матеріалів [ правити | правити код ]

Магнітна проникність деяких [4] речовин [ правити | правити код ]

Парамагнетики (μ -1), 10-6 Діамагнетик (1 μ), 10-6 Азот 0,013 Водень 0,063 Повітря 0,38 Бензол 7,5 Кисень 1,9 Вода 9 Ебоніт 14 Мідь 10,3 Алюміній 23 Скло 12,6 вольфрам 176 Кам'яна сіль 12,6 Платина 360 Кварц 15,1 Рідкий кисень 3400 Вісмут 176

Магнітна сприйнятливість і магнітна проникність деяких матеріалів [ правити | правити код ]

Medium Сприйнятливість χm
(Об'ємна, СІ ) Проникність μ [Гн / м] Відносна проникність μ / μ0 Магнітне поле Максимум частоти Метглас ( англ. Metglas ) 1,25 1 000 000 [5] при 0,5 Тл 100 кГц Наноперм ( англ. Nanoperm ) 10⋅10-2 80 000 [6] при 0,5 Тл 10 кГц Мю-метал 2,5⋅10-2 20 000 [7] при 0,002 Тл Мю-метал 50 000 [8] пермалой 1,0⋅10-2 8000 [7] при 0,002 Тл електротехнічна сталь 5,0⋅10-3 4000 [7] [ немає в джерелі ] При 0,002 Тл Нікель-цинковий Ферит 2,0⋅10-5 - 8,0⋅10-4 16-640 100 kHz ~ 1 MHz [ Джерело не вказано 2702 дня ] Марганець-цинковий Ферит > 8,0⋅10-4 640 (і більше) 100 кГц ~ 1 МГц сталь 1 26⋅10-4 100 [7] при 0,002 Тл нікель 1,25⋅10-4 100 [7] - 600 при 0,002 Тл Неодимовий магніт 1,05 [9] до 1,2-1,4 Тл платина 1,2569701⋅10-6 1,000265 алюміній 2,22⋅10-5 [10] 1,2566650⋅10-6 1,000022 дерево 1,00000043 [10] повітря 1,00000037 [11] бетон 1 [12] вакуум 0 1,2566371⋅10-6 (μ0) 1 [13] водень -2,2⋅10-9 [10] 1,2566371⋅10-6 1,0000000 Фторопласт 1,2567⋅10-6 [7] 1,0000 сапфір -2,1⋅10-7 1,2566368⋅10-6 0,99999976 мідь -6,4⋅10-6
або -9,2⋅10-6 [10] 1,2566290⋅10-6 0,999994 вода -8,0⋅10-6 1,2566270⋅10-6 0,999992 вісмут -1,66⋅10-4 1 0,999834 надпровідники -1 0 0

1. ↑ Werner von Siemens, Lebenserinnerungen
2. ↑ Мається на увазі підсумовування по повторюваному індексом (j), тобто запис слід розуміти так: μ i j H j ≡ Σ j = 1 3 μ i j H j. {\ Displaystyle \ mu _ {ij} H_ {j} \ equiv \ sum \ limits _ {j = 1} ^ {3} \ mu _ {ij} H_ {j}.} Цей запис, як легко бачити, означає множення вектора зліва на матрицю за правилами матричного множення.
3. ↑ Намагнічення стали. Магнітна проникність. (неопр.) (Недоступна посилання). Дата звернення 16 липня 2011 року. Читальний зал 19 березня 2011 року.
4. ↑ Магнітна проникність. Магнітна проникність середовища. Відносна магнітна проникність. Магнітна проникність речовини
5. ↑ "Metglas Magnetic Alloy 2714A", '' Metglas '' (неопр.) (Недоступна посилання). Metglas.com. Дата обігу 8 листопада 2011 року. Читальний зал 3 червня 2012 року.
6. ↑ "Typical material properties of NANOPERM", '' Magnetec '' (неопр.) (PDF). Дата обігу 8 листопада 2011 року.
7. ↑ 1 2 3 4 5 6 "Relative Permeability", '' Hyperphysics '' (неопр.). Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Дата обігу 8 листопада 2011 року. Читальний зал 3 червня 2012 року.
8. ↑ Nickel Alloys-Stainless Steels, Nickel Copper Alloys, Nickel Chromium Alloys, Low Expansion Alloys (неопр.). Nickel-alloys.net. Дата обігу 8 листопада 2011 року. Читальний зал 3 червня 2012 року.
9. ↑ Juha Pyrhönen, Tapani Jokinen, Valéria Hrabovcová. Design of Rotating Electrical Machines . - John Wiley and Sons, 2009. - P. 232. - ISBN 0-470-69516-1 .
10. ↑ 1 2 3 4 Richard A. Clarke. Clarke, R. '' Magnetic properties of materials '', surrey.ac.uk (неопр.). Ee.surrey.ac.uk. Дата обігу 8 листопада 2011 року. Читальний зал 3 червня 2012 року.
11. ↑ BD Cullity and CD Graham (2008), Introduction to Magnetic Materials, 2nd edition, 568 pp., P.16
12. ↑ NDT.net. Determination of dielectric properties of insitu concrete at radar frequencies (неопр.). Ndt.net. Дата обігу 8 листопада 2011 року. Читальний зал 3 червня 2012 року.
13. ↑ точно, за визначенням.