Шта је магнетна пермеабилност (му)

Из дугогодишње техничке праксе знамо да индуктивност завојнице у великој мери зависи од карактеристика средине у којој се калем налази. Ако се феромагнетно језгро дода намотај бакарне жице са познатом индуктивношћу Л0, онда ће се под другим претходним околностима струје самоиндукције (додатне струје затварања и отварања) у овом калему вишеструко повећати, експеримент ће потврдити шта ће значити повећати неколико пута индуктивносткоји ће сада бити једнак Л.

Експериментално посматрање

Претпоставимо да је медијум, супстанца која испуњава простор унутар и око описаног намотаја, хомогена и да се генерише струјом која тече кроз његов проводник, магнетно поље лоциран само у овој области, а да не излази ван њених граница.

Ако калем има тороидни облик, облик затвореног прстена, онда ће овај медијум, заједно са пољем, бити концентрисан само у запремини завојнице, пошто ван тороида практично нема магнетног поља.Ова позиција важи и за дугу завојницу - соленоид, у коме су све магнетне линије такође концентрисане унутра - дуж осе.

На пример, рецимо да је индуктивност неког кола или завојнице без језгра у вакууму једнака Л0. Затим за исти калем, али већ у хомогеној супстанци која испуњава простор где су присутне линије магнетног поља датог калема, нека индуктивност буде Л. У овом случају испада да је однос Л/Л0 ништа друго до релативна магнетна пермеабилност наведене супстанце (понекад се назива само "магнетна пермеабилност").

Постаје очигледно: магнетна пермеабилност је величина која карактерише магнетна својства дате супстанце. Често то зависи од стања материје (и услова околине као што су температура и притисак) и њене природе.

Разумевање појма

Увођење појма «магнетна пермеабилност» у односу на супстанцу у магнетном пољу слично је увођењу појма «диелектрична константа» за супстанцу у електричном пољу.

Вредност магнетне пермеабилности, одређена горњом формулом Л / Л0, може се изразити и као однос апсолутних магнетних пермеабилности дате супстанце и апсолутне празнине (вакума).

Лако је видети: релативна магнетна пермеабилност (позната и као магнетна пермеабилност) је бездимензионална величина. Али апсолутна магнетна пермеабилност — има димензију Хн/м, исту као и магнетна пермеабилност (апсолутна!) вакуума (ово је магнетна константа).

У ствари, видимо да окружење (магнетно) утиче на индуктивност кола, а то јасно показује да промена околине доводи до промене магнетног флукса Φ који продире у коло, а самим тим и до промене индукције Б. , примењен на сваку тачку магнетног поља.

Физички смисао овог запажања је да ће за исту струју завојнице (при истом магнетном интензитету Х) индукција њеног магнетног поља бити одређени број пута већа (у неким случајевима мања) у супстанци са магнетном пермеабилности му него у пуни вакуум.

Овако је зато што медијум је магнетизован, а и сама почиње да поседује магнетно поље Супстанце које се могу магнетизовати на овај начин називају се магнети.

Јединица мере апсолутне магнетне пермеабилности је 1 Х/м (хенри по метру или њутн по амперу на квадрат), односно то је магнетна пермеабилност таквог медијума где је при напону магнетног поља Х 1 А/м а јавља се магнетна индукција од 1 Т.

Физичка слика појаве

Из наведеног је јасно да се различите супстанце (магнети) магнетизују под дејством магнетног поља струјне петље и као резултат добија се магнетно поље које је збир магнетних поља — магнетно поље магнетизованог медијума. плус струјна петља, због чега се разликује по величини од струјних поља поља без медија. Разлог за магнетизацију магнета лежи у постојању најмањих струја у сваком њиховом атому.

Према вредности магнетне пермеабилности, супстанце се деле на дијамагнетне (мање од једног — магнетизоване у односу на примењено поље), парамагнете (више од једног — магнетизоване у правцу примењеног поља) и феромагнете (много више од једног — магнетизовани и имају магнетизацију након деактивације примењеног магнетног поља).

Феромагнете се одликују хистерезадакле, концепт „магнетне пермеабилности“ у свом чистом облику није применљив на феромагнете, али у одређеном опсегу магнетизације, у некој апроксимацији, може се разликовати линеарни део криве магнетизације, за који ће бити могуће израчунати магнетна пермеабилност.

Код суперпроводника, магнетна пермеабилност је 0 (пошто је магнетно поље потпуно померено њиховом запремином), а апсолутна магнетна пермеабилност ваздуха је скоро једнака му вакууму (читај магнетну константу). За ваздух, му је нешто више од 1.