Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Что такое магнитная проницаемость вещества
Относительная магнитная проницаемость - вещество
Относительная магнитная проницаемость - вещество
Cтраница 1
Относительная магнитная проницаемость вещества показывает, во сколько раз магнитная индукция в нем больше, чем в воздухе или вакууме. [1]
Относительная магнитная проницаемость вещества ( / /) - это безразмерная, скалярная величина, показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в веществе изменяется по сравнению с магнитной индукцией поля в вакууме. [2]
Что называется относительной магнитной проницаемостью вещества. [3]
При постоянном внешнем поле относительная магнитная проницаемость вещества показывает, во сколько раз возрастает индукция при замене вакуума данным веществом. [5]
Здесь ц, - относительная магнитная проницаемость вещества - безразмерная характеристика магнитных свойств вещества, обычно берется из таблиц. Для вакуума ц 1; для всех веществ, кроме ферромагнетиков ( железа, никеля, кобальта и некоторых сплавов), ц очень мало отличается от единицы. Для ферромагнетиков ц сильно зависит от величины Я и может достигать десятков тысяч. [6]
Безразмерную величину ir называют относительной магнитной проницаемостью вещества. [7]
Из формулы (18.11) видно, что относительная магнитная проницаемость вещества тем больше, чем больше индукция внутреннего магнитного поля Вва, возникающая в веществе, когда оно вносится во внешнее магнитное поле с индукцией В. [8]
Входящая в ур-ние (2.175) величина fi представляет собой относительную магнитную проницаемость вещества проводника. [9]
Гн / м - магнитная постоянная; ijir - относительная магнитная проницаемость вещества. [11]
Таким образом, индуктивность соленоида пропорциональна квадрату числа витков на единицу длины, объему соленоида и относительной магнитной проницаемости вещества, из которого сделан сердечник. [12]
Этот вращающий момент, а следовательно, и В зависят от среды - в которой производится измерение. Относительную магнитную проницаемость вещества Кт мы определим как отношение магнитной индукции в некоторой точке пространства, полностью заполненного данным веществом, к значению магнитной индукции в той же точке в вакууме при сохранении конфигурации проводников и величин протекающих в них токов. [13]
Напротив, механические действия магнитного поля на электрические токи при переходе от вакуума к магнетику изменяются. Эти действия определяются суммарной плотностью магнитного потока ( намагничивающих катушек и молекулярных токов), т.е. индукцией В в магнетике. При заполнении пространства магнетиком с относительной магнитной проницаемостью вещества ( J, ( и неизменном токе в намагничивающих катушках) магнитная индукция становится равной / / / лдН, т.е. увеличивается в jj, раз и во столько же раз возрастают механические силы. Поэтому, например, сила, действующая на провод с током в магнитном поле ( ср. [14]
Магнитная индукция зависит не только от тока, возбуждающего магнитное поле, но и от среды, в которой оно существует. Влияние среды на магнитное поле характеризуется абсолютной магнитной проницаемостью среды ца, в которой распространяется поле: ца uu0, где ц - относительная магнитная проницаемость среды; и0 4я - 10 Гн / м - абсолютная магнитная проницаемость вакуума, называемая магнитной постоянной. Абсолютная магнитная проницаемость вакуума ( 10 4л - 10 - 7 Гн / м и называется магнитной постоянной. Относительная магнитная проницаемость вещества показывает, как изменяется магнитный поток в данном веществе по сравнению с магнитным потоком в вакууме. [15]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
Магнитная проницаемость | Все формулы
Магнитная проницаемость — безразмерная физическая величина, характеризующая изменение магнитной индукции В среды под воздействием магнитного поля напряженностью Н.
Абсолютная магнитная проницаемость среды:
Относительная магнитная проницаемость среды:
Магнитная проницаемость связана с магнитной восприимчивостью χ следующим образом:
Магнитная проницаемость парамагнетиков и диамагнетиков
В Формуле мы использовали :
— Магнитная проницаемость среды (относительная магнитная проницаемость среды)
— Магнитная постоянная
— Абсолютной магнитная проницаемость среды
— Магнитная индукция
— Напряженность магнитного поля
-Магнитной восприимчивостью
xn--b1agsdjmeuf9e.xn--p1ai
Магнитная проницаемость - Физическая энциклопедия
МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ - величина, характеризующая реакцию среды на воздействие внеш. магн. поля напряжённостью H. М. п. количественно определяется отношением , где В - магн. индукция. С точки зрения электродинамики, М. п. аналогична диэлектрической проницаемостии симметрично с ней входит в т. н. материальные ур-ния, дополняющие систему Максвелла уравнений, определяя, в частности, показатель преломления среды
М. п. связана с магнитной восприимчивостью соотношением
(в Гаусса системе единиц), из к-рого следует, что для парамагнетиков ,для диамагнетиков ив вакууме (в системе СИ для вакуума X. В анизотропной среде М. п. анизотропна, m является тензором. В общем случае переменного и неоднородного внеш. поля М. п. комплексна
причём и есть ф-ции частоты w и волнового вектора q; наз. динамической неоднородной М. п., - статической однородной М. п. Мнимая часть описывает поглощение (т. е. потери) эл--магн. энергии в веществе, и связаны между собой, как и диэлектрич. проницаемости иКрамерса-Кронига соотношениями.
М. п. является одной из осн. характеристик магн. веществ и материалов. В магнитоупорядоченных средах М. п. зависит от поля Н, поскольку намагниченность М в этом случае является нелинейной ф-цией Я. Обычно рассматривают т. н. начальную М. п.
и дифференциальную М. п.
Интервал значений для разл. магнетиков очень велик - от единиц до 106 в магнитно-мягких материалах.
При определении истинной М. п. реальных образцов необходимо учитывать эффекты размагничивания. Внутр. поле в образце
откуда
где N - размагничивающий фактор. Тогда М. п. тела с учётом эффектов размагничивания
Зависимость m (H) тесно связана с магнитной доменной структурой вещества и с процессами её изменения при намагничивании. Поэтому изучение этой зависимости даёт важную информацию о доменной структуре, подвижности доменных стенок и т. д.
В слабых полях m обычно определяется процессами смещения доменных стенок и имеет большую величину. Для т. н. процессов вращения в намагничиваемых магнитно-твёрдых материалах значение меньше , где Мs - намагниченность насыщения, а К - константа анизотропии). Функция сначала растёт, достигая максимума при поле (Нс - коэрцитивная сила), а затем падает. Зависимость m (H) может быть обратимой (в слабых полях в магнитно-мягких материалах) или необратимой. Последнее связано с гистерезисными явлениями (см. Гистерезис магнитный). Температурная зависимость М. п. определяется разл. механизмами при разных Я. Так, в области, где намагничивание определяют процессы вращения, (Hа - поле анизотропии). Значение константа анизотропии порядка п)и, следовательно,сильно растёт с приближением к точке Кюри TC в соответствии с общей теорией критических явлений.
Важную роль как в исследованиях по физике магнетизма, так и в технич. применениях магн. материалов играет зависимость комплексной М. п. от частоты переменного внеш. поля . Типичный вид кривых и приведён на рис. 1.
Рис. 2. Дисперсия комплексной магнитной проницаемости для релаксационного механизма, см. формулы (8).
Рис. 3. Диаграмма Аржана (или Коле и Коле) зависимости
Имеется неск. факторов, обусловливающих дисперсию . В материалах с большой проводимостью существеннуюрольиграют вихревые токи, приводящие к большим потерям энергии ( велико). Поэтому широкое применение в технике нашли высокоомные магн. материалы (ферриты). Тем не менее и в ферритах большие значения при малых потерях наблюдаются лишь в определённом интервале частот. Это обусловлено явлением ферромагнитного резонанса на частоте ( - магнитомеханическое отношение). При значит. размагничивающих факторах wr может возрастать до значения , что при наличии доменной структуры приводит к образованию широкой частотной полосы потерь ввиду возможности разл. ориентации доменов относительно направления переменного поля с соответствующим изменением их размагничивающих факторов. Лишь при потери становятся малыми. Ещё одной причиной дисперсии m(w) являются релаксац. процессы, ответственные также за магнитную вязкость вещества. Эффект связан с отставанием намагниченности от внеш. поля. Время релаксации , где Ет- энергия активации, а есть t при Если имеется только одно время релаксации, то и описываются ф-лами
где , а - равновесное значение М при данном поле H. Ф-ции (- и изображены на рис. 2. Из ф-л (8) видно, что и связаны друг с другом. Можно построить т. н. диаграммы Аржана (или Коле и Коле) (рис. 3), имеющие вид полуокружности, на к-рые укладываются значения и при разных w и . Если дисперсия определяется в основном релаксац. механизмом, то эксперим. данные хорошо ложатся на эту полуокружность. Значение , определённое из ВЧ-измерений, оказывается для мн. ферритов хорошо совпадающей со значением энергии активации , полученной из измерении электросопротивления. Кроме указанных причин дисперсия может вызываться нелинейностью зависимости В=В(Н)и гистерезисом.
Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Электродинамика сплошных сред, 2 изд., М., 1982; Смит Я., Вейн X., Ферриты, пер. с англ., М., 1962. Ю. П. Ирхин.
Предметный указатель >>
www.femto.com.ua
Магнитная проницаемость — Википедия (с комментариями)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Магнитная проницаемость — физическая величина, коэффициент (зависящий от свойств среды), характеризующий связь между магнитной индукцией Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): {B} и напряжённостью магнитного поля Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): {H} в веществе. Для разных сред этот коэффициент различен, поэтому говорят о магнитной проницаемости конкретной среды (подразумевая её состав, состояние, температуру и т. д.).
Впервые встречается в работе Вернера Сименса «Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus» («Вклад в теорию электромагнетизма») в 1881 году[1].
Обычно обозначается греческой буквой Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu . Может быть как скаляром (у изотропных веществ), так и тензором (у анизотропных).
В общем, соотношение между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля через магнитную проницаемость вводится как
Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \vec{B} = \mu\vec{H},и Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu в общем случае здесь следует понимать как тензор, что в компонентной записи соответствует[2]:
Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \ B_i = \mu_{ij}H_jДля изотропных веществ соотношение:
Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \vec{B} = \mu\vec{H}можно понимать в смысле умножение вектора на скаляр (магнитная проницаемость сводится в этом случае к скаляру).
В системе СГС магнитная проницаемость — безразмерная величина, в Международной системе единиц (СИ) вводят как размерную (абсолютную), так и безразмерную (относительную) магнитные проницаемости:
Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu_{r} = \frac{\mu}{\mu_{0}} ,где Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu_{r} — относительная, а Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu — абсолютная проницаемость, Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu_{0} — магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума).
Нередко обозначение Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu используется не так, как здесь, а именно для относительной магнитной проницаемости (при этом Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu совпадает с таковым в СГС).
Размерность абсолютной магнитной проницаемости в СИ такая же, как размерность магнитной постоянной, то есть Гн/м или Н/А2.
Относительная магнитная проницаемость в СИ связана с магнитной восприимчивостью χ соотношением
Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu_r = 1 + \chi,а в Гауссовой системе магнитная проницаемость связана магнитной восприимчивостью χ соотношением
Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu = 1 + 4\pi\chi.Вообще говоря, магнитная проницаемость зависит как от свойств вещества, так и от величины и направления магнитного поля (а кроме того от температуры[3], давления и т.д.).
Также зависит от характера изменения поля со временем, в частности, для синусоидального колебания поля — зависит от частоты этого колебания (в этом случае вводят комплексную магнитную проницаемость чтобы описать влияние среды на сдвиг фазы 'B' по отношению к 'H'). При достаточно низких частотах (небольшой быстроте изменения поля) её можно обычно считать в этом смысле константой.
- Магнитная проницаемость сильно зависит от величины поля для нелинейных сред (типичный пример — ферромагнетики, для которых характерен гистерезис). Для таких сред магнитная проницаемость как независящее от поля число может указываться приближенно, в рамках линеаризации[4].
- Для парамагнетиков и диамагнетиков линейное приближение достаточно хорошо для широкого диапазона величин поля.
Классификация веществ по значению магнитной проницаемости
Подавляющее большинство веществ относятся либо к классу диамагнетиков (Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu \lessapprox 1 ), либо к классу парамагнетиков (Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mu \gtrapprox 1 ). Но ряд веществ — (ферромагнетики), например железо, обладают более выраженными магнитными свойствами.
У ферромагнетиков вследствие гистерезиса, понятие магнитной проницаемости, строго говоря, неприменимо. Однако в определенном диапазоне изменения намагничивающего поля (чтобы можно было пренебречь остаточной намагниченностью, но до насыщения) можно в лучшем или худшем приближении всё же представить эту зависимость как линейную (а для магнитомягких материалов ограничение снизу может быть и не слишком практически существенно), и в этом смысле величина магнитной проницаемости бывает измерена и для них.
Магнитная проницаемость сверхпроводников равна нулю.
Абсолютная магнитная проницаемость воздуха приблизительно равна магнитной проницаемости вакуума и в технических расчетах принимается равной[5] магнитной постоянной = Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): 4 \pi\ \times \ 10^{-7}
o-ili-v.ru
Магнитная проницаемость - это... Что такое Магнитная проницаемость?
Магнитная проницаемость — физическая величина, коэффициент (зависящий от свойств среды), характеризующий связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля в веществе. Для разных сред этот коэффициент различен, поэтому говорят о магнитной проницаемости конкретной среды (подразумевая ее состав, состояние, температуру и т. д.).
Впервые встречается в работе Вернера Сименса «Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus» («Вклад в теорию электромагнетизма») в 1881 году[1].
Обычно обозначается греческой буквой . Может быть как скаляром (у изотропных веществ), так и тензором (у анизотропных).
В общем связь соотношение между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля через магнитную проницаемость вводится как
и в общем случае здесь следует понимать как тензор, что в компонентной записи соответствует[2]:
Для изотропных веществ соотношение:
можно понимать в смысле умножение вектора на скаляр (магнитная проницаемость сводится в этом случае к скаляру).
В системе СГС магнитная проницаемость — безразмерная величина, в Международной системе единиц (СИ) вводят как размерную (абсолютную), так и безразмерную (относительную) магнитные проницаемости:
,где — относительная, а — абсолютная проницаемость, — магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума).
- Нередко обозначение используется не так, как здесь, а именно для относительной магнитной проницаемости (при этом совпадает с таковым в СГС).
Размерность абсолютной магнитной проницаемости в СИ такая же, как размерность магнитной постоянной, то есть Гн/м или Н/А2.
Магнитная проницаемость связана с магнитной восприимчивостью χ следующим образом: в СИ:
в Гауссовой системе:
Вообще говоря магнитная проницаемость зависит как от свойств вещества, так и от величины и направления магнитного поля (а кроме того от температуры[3], давления итд).
Также зависит от характера изменения поля со временем, в частности, для синусоидального колебания поля — зависит от частоты этого колебания (в этом случае вводят комплексную магнитную проницаемость чтобы описать влияние среды на сдвиг фазы 'B' по отношению к 'H'). При достаточно низких частотах (небольшой быстроте изменения поля) ее можно обычно считать в этом смысле константой.
Схематический график зависимости 'B' от 'H' (кривая намагничивания) для ферромагнетиков, парамагнетиков и диамагнетиков, а также для вакуума, иллюстрирующий различие магнитной проницаемости (представляющей собою наклон графика) для: ферромагнетиков (μf), парамагнетиков (μp), вакуума(μ0) и диамагнетиков (μd) Кривая намагничивания для ферромагнетиков (и ферримагнетиков) и соответствующий ей график магнитной проницаемости- Магнитная проницаемость сильно зависит от величины поля для нелинейных сред (типичный пример — ферромагнетики, для которых характерен гистерезис). Для таких сред магнитная проницаемость как независящее от поля число может указываться приближенно, в рамках линеаризации[4].
- Для парамагнетиков и диамагнетиков линейное приближение достаточно хорошо для широкого диапазона величин поля.
Классификация веществ по значению магнитной проницаемости
Подавляющее большинство веществ относятся либо к классу диамагнетиков (), либо к классу парамагнетиков (). Но ряд веществ — (ферромагнетики), например железо, обладают более выраженными магнитными свойствами.
У ферромагнетиков вследствие гистерезиса, понятие магнитной проницаемости, строго говоря, неприменимо. Однако в определенном диапазоне изменения намагничивающего поля (чтобы можно было пренебречь остаточной намагниченностью, но до насыщения) можно в лучшем или худшем приближении всё же представить эту зависимость как линейную (а для магнитомягких материалов ограничение снизу может быть и не слишком практически существенно), и в этом смысле величина магнитной проницаемости бывает измерена и для них.
Магнитная проницаемость сверхпроводников равна нулю.
Абсолютная магнитная проницаемость воздуха приблизительно равна Магнитной проницаемости вакуума и в технических расчетах принимается равной[5]Гн/м
Магнитные проницаемости некоторых веществ и материалов
Магнитная проницаемость некоторых[6] веществ
| Азот | 0,013 | Водород | 0,063 |
| Воздух | 0,38 | Бензол | 7,5 |
| Кислород | 1,9 | Вода | 9 |
| Эбонит | 14 | Медь | 10,3 |
| Алюминий | 23 | Стекло | 12,6 |
| Вольфрам | 176 | Каменная соль | 12,6 |
| Платина | 360 | Кварц | 15,1 |
| Жидкий кислород | 3400 | Висмут | 176 |
Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость некоторых материалов
См. также
Примечания
- ↑ Werner von Siemens, Lebenserinnerungen
- ↑ Подразумевается суммирование по повторяющемуся индексу (j), т.е. запись следует понимать так: Эта запись, как легко видеть, означает умножение вектора слева на матрицу по правилам матричного умножения.
- ↑ по-разному для разных типов магнетиков.
- ↑ Для той или иной линеаризации могут вводиться разные величины магнитной проницаемости.
- ↑ Намагничивание стали. Магнитная проницаемость.
- ↑ Магнитная проницаемость. Магнитная проницаемость среды. Относительная магнитная проницаемость. Магнитная проницаемость вещества
- ↑ "Metglas Magnetic Alloy 2714A", ''Metglas''. Metglas.com. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ "Typical material properties of NANOPERM", ''Magnetec'' (PDF). Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 "Relative Permeability", ''Hyperphysics''. Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ Nickel Alloys-Stainless Steels, Nickel Copper Alloys, Nickel Chromium Alloys, Low Expansion Alloys. Nickel-alloys.net. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ Juha Pyrhönen, Tapani Jokinen, Valéria Hrabovcová Design of Rotating Electrical Machines. — John Wiley and Sons, 2009. — P. 232. — ISBN 0-470-69516-1
- ↑ 1 2 3 4 Richard A. Clarke Clarke, R. ''Magnetic properties of materials'', surrey.ac.uk. Ee.surrey.ac.uk. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ B. D. Cullity and C. D. Graham (2008), Introduction to Magnetic Materials, 2nd edition, 568 pp., p.16
- ↑ NDT.net Determination of dielectric properties of insitu concrete at radar frequencies. Ndt.net. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ точно, по определению.
3dic.academic.ru
Магнитная проницаемость
Электротехника Магнитная проницаемость
просмотров - 671
Магнитные свойства среды характеризует абсолютная магнитная проницаемость.
• Единица измерения абсолютной магнитной проницаемости - генри на метр (Гн/м; H/m).
Абсолютную магнитную проницаемость вакуума принято называть магнитной постоянной
μ0=4π·10−7 Г/м.
Величина, показывающая, во сколько раз абсолютная магнитная проницаемость данной среды больше или меньше магнитной постоянной (абсолютной магнитной проницаемости вакуума), принято называть относительной магнитной проницаемостью или магнитной проницаемостью: μ = μa/μ0. Это величина безразмерная.
Вещества, у которых относительная магнитная проницаемость меньше единицы, называют диамагнитными. В них магнитное поле слабее, чем в вакууме. Такими веществами являются водород, вода, кварц, серебро, медь и др.
Вещества, у которых относительная магнитная проницаемость немного больше единицы, называются парамагнитными; в них магнитное поле несколько сильнее, чем в вакууме. К таким веществам относятся воздух, кислород, алюминий, платина и др.
Для диамагнитных и парамагнитных веществ значение магнитной проницаемости не зависит от напряженности внешнего, намагничивающего поля, т. е. представляет собой постоянную величину, характеризующую данное вещество.
Особую группу образуют ферромагнитные вещества (железо, сталь, никель, кобальт и некоторые сплавы), магнитная проницаемость которых достигает нескольких десятков тысяч. Эти материалы, обладающие свойствами намагничиваться и резко усиливать магнитное поле, широко применяют в электротехнике (в электромагнитах, электрических машинах, трансформаторах, электроизмерительных приборах, реле и др.).
Катушка с железным сердечником принято называть электромагнитом.
Для характеристики магнитного поля наряду с вектором магнитной индукции B пользуются величиной, называемой напряженностью магнитного поля - H. Она характеризует интенсивность так называемого внешнего магнитного поля (без учета магнитных свойств среды). Напряженность магнитного поля - векторная величина.
Направление вектора напряженности магнитного поля в изотропной среде, т. е. в среде, имеющей одинаковые свойства по всем направлениям, совпадает с вектором магнитной индукции в данной точке поля.
Напряженность магнитного поля H и магнитная индукция B связаны зависимостью H = B/μa.
• Единица измерения напряженности магнитного поля - ампер на метр (А/м; A/m).
Сильно выраженные магнитные свойства ферромагнитных материалов объясняются наличием в них самопроизвольно намагниченных очень малых областей (доменов), которые можно представить в виде маленьких магнитиков.
При отсутствии внешнего магнитного поля в ферромагнитном веществе в целом не обнаруживаются магнитные свойства, так как магнитные поля доменов имеют различную ориентацию и их суммарное магнитное поле равно нулю. Когда ферромагнитный материал помещают во внешнее магнитное поле, к примеру в катушку с током, то под действием внешнего поля домены поворачиваются в направлении внешнего поля. При этом магнитное поле катушки с током резко усиливается и магнитная индукция B возрастает. В случае если внешнее поле слабо, поворачивается, только часть доменов, магнитные поля которых по своему направлению близки к направлению внешнего поля. По мере усиления внешнего поля количество повернутых доменов возрастает и при некотором значении напряженности H внешнего поля практически все домены оказываются повернутыми так, что их магнитные поля располагаются по направлению поля. Такое состояние принято называть магнитным насыщением.
Зависимость магнитной индукции B ферромагнитного материала от напряженности H намагничивающего (внешнего) поля можно выразить в виде графика, который принято называть кривой намагничивания.
Кривые намагничивания некоторых ферромагнитных материалов, приведенные на рис. 3, показывают, что с увеличением напряженности H магнитная индукция B сначала быстро возрастает. Это объясняется тем, что одновременно с увеличением намагничивающего (внешнего) поля появляется и усиливается собственное магнитное поле ферромагнитного материала, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ образуется повернутыми элементарными магнитиками. В месте изгиба кривой скорость роста магнитной индукции уменьшается. За изгибом, когда напряженность поля достигает некоторого значения, наступает насыщение и кривая незначительно поднимается, переходя в прямую линию. На этом участке магнитная индукция продолжает увеличиваться, но уже очень медленно, и только за счет увеличения напряженности внешнего магнитного поля.
|
Графически зависимость B от H - не прямая линия, следовательно, отношение B/H = μa непостоянно, т. е. магнитная проницаемость ферромагнитного материала не является постоянной величиной, а зависит от напряженности намагничивающего поля.
Читайте также
В технике используется несколько десятков видов магнитной проницаемости в зависимости от конкретных применений магнитного материала. Магнитная индукция и напряженность поля в изотропной среде связаны простым соотношением , (62) где - абсолютная магнитная... [читать подробенее]
В выражении заменим на , получим: , отсюда: . Обозначим – относительная магнитная проницаемость или просто магнитная проницаемость вещества, тогда: То есть напряженность поля есть вектор, имеющий то же направление, что и вектор (для изотропных сред), но в раз... [читать подробенее]
В выражении заменим на , получим: , отсюда: . Обозначим – относительная магнитная проницаемость или просто магнитная проницаемость вещества, тогда: То есть напряженность поля есть вектор, имеющий то же направление, что и вектор (для изотропных сред), но в раз... [читать подробенее]
Вещественные тела состоят из атомов, а в состав атомов входят движущиеся заряженные частицы - электроны и протоны. Внутриатомное движение этих частиц может быть подразделено на орбитальное и собственное, называемое ещё спиновым. Так, например, электрон в атоме... [читать подробенее]
Вещественные тела состоят из атомов, а в состав атомов входят движущиеся заряженные частицы - электроны и протоны. Внутриатомное движение этих частиц может быть подразделено на орбитальное и собственное, называемое ещё спиновым. Так, например, электрон в атоме... [читать подробенее]
Намагниченное вещество создает магнитное поле , которое накладывается на внешнее поле (поле в вакууме). Оба поля в сумме дают результирующее магнитное поле с индукцией , причем под здесь и далее подразумевается макроскопическое (усредненное по физически бесконечно... [читать подробенее]
Намагниченное вещество создает магнитное поле , которое накладывается на внешнее поле (поле в вакууме). Оба поля в сумме дают результирующее магнитное поле с индукцией , причем под здесь и далее подразумевается макроскопическое (усредненное по физически бесконечно... [читать подробенее]
Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Поскольку на проводник с током в магнитном поле действует сила, а ток есть направленное движение заряженных частиц, можно сделать вывод, что на каждый электрон действует некоторая сила (Сила Лоренца): F=evBsina, ... [читать подробенее]
Магнитные свойства среды характеризует абсолютная магнитная проницаемость. • Единица измерения абсолютной магнитной проницаемости - генри на метр (Гн/м; H/m). Абсолютную магнитную проницаемость вакуума принято называть магнитной постоянной &... [читать подробенее]
oplib.ru
Магнитная проницаемость - это... Что такое Магнитная проницаемость?
Магнитная проницаемость — физическая величина, коэффициент (зависящий от свойств среды), характеризующий связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля в веществе. Для разных сред этот коэффициент различен, поэтому говорят о магнитной проницаемости конкретной среды (подразумевая ее состав, состояние, температуру и т. д.).
Впервые встречается в работе Вернера Сименса «Beiträge zur Theorie des Elektromagnetismus» («Вклад в теорию электромагнетизма») в 1881 году[1].
Обычно обозначается греческой буквой . Может быть как скаляром (у изотропных веществ), так и тензором (у анизотропных).
В общем связь соотношение между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля через магнитную проницаемость вводится как
и в общем случае здесь следует понимать как тензор, что в компонентной записи соответствует[2]:
Для изотропных веществ соотношение:
можно понимать в смысле умножение вектора на скаляр (магнитная проницаемость сводится в этом случае к скаляру).
В системе СГС магнитная проницаемость — безразмерная величина, в Международной системе единиц (СИ) вводят как размерную (абсолютную), так и безразмерную (относительную) магнитные проницаемости:
,где — относительная, а — абсолютная проницаемость, — магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума).
- Нередко обозначение используется не так, как здесь, а именно для относительной магнитной проницаемости (при этом совпадает с таковым в СГС).
Размерность абсолютной магнитной проницаемости в СИ такая же, как размерность магнитной постоянной, то есть Гн/м или Н/А2.
Магнитная проницаемость связана с магнитной восприимчивостью χ следующим образом: в СИ:
в Гауссовой системе:
Вообще говоря магнитная проницаемость зависит как от свойств вещества, так и от величины и направления магнитного поля (а кроме того от температуры[3], давления итд).
Также зависит от характера изменения поля со временем, в частности, для синусоидального колебания поля — зависит от частоты этого колебания (в этом случае вводят комплексную магнитную проницаемость чтобы описать влияние среды на сдвиг фазы 'B' по отношению к 'H'). При достаточно низких частотах (небольшой быстроте изменения поля) ее можно обычно считать в этом смысле константой.
Схематический график зависимости 'B' от 'H' (кривая намагничивания) для ферромагнетиков, парамагнетиков и диамагнетиков, а также для вакуума, иллюстрирующий различие магнитной проницаемости (представляющей собою наклон графика) для: ферромагнетиков (μf), парамагнетиков (μp), вакуума(μ0) и диамагнетиков (μd) Кривая намагничивания для ферромагнетиков (и ферримагнетиков) и соответствующий ей график магнитной проницаемости- Магнитная проницаемость сильно зависит от величины поля для нелинейных сред (типичный пример — ферромагнетики, для которых характерен гистерезис). Для таких сред магнитная проницаемость как независящее от поля число может указываться приближенно, в рамках линеаризации[4].
- Для парамагнетиков и диамагнетиков линейное приближение достаточно хорошо для широкого диапазона величин поля.
Классификация веществ по значению магнитной проницаемости
Подавляющее большинство веществ относятся либо к классу диамагнетиков (), либо к классу парамагнетиков (). Но ряд веществ — (ферромагнетики), например железо, обладают более выраженными магнитными свойствами.
У ферромагнетиков вследствие гистерезиса, понятие магнитной проницаемости, строго говоря, неприменимо. Однако в определенном диапазоне изменения намагничивающего поля (чтобы можно было пренебречь остаточной намагниченностью, но до насыщения) можно в лучшем или худшем приближении всё же представить эту зависимость как линейную (а для магнитомягких материалов ограничение снизу может быть и не слишком практически существенно), и в этом смысле величина магнитной проницаемости бывает измерена и для них.
Магнитная проницаемость сверхпроводников равна нулю.
Абсолютная магнитная проницаемость воздуха приблизительно равна Магнитной проницаемости вакуума и в технических расчетах принимается равной[5]Гн/м
Магнитные проницаемости некоторых веществ и материалов
Магнитная проницаемость некоторых[6] веществ
| Азот | 0,013 | Водород | 0,063 |
| Воздух | 0,38 | Бензол | 7,5 |
| Кислород | 1,9 | Вода | 9 |
| Эбонит | 14 | Медь | 10,3 |
| Алюминий | 23 | Стекло | 12,6 |
| Вольфрам | 176 | Каменная соль | 12,6 |
| Платина | 360 | Кварц | 15,1 |
| Жидкий кислород | 3400 | Висмут | 176 |
Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость некоторых материалов
См. также
Примечания
- ↑ Werner von Siemens, Lebenserinnerungen
- ↑ Подразумевается суммирование по повторяющемуся индексу (j), т.е. запись следует понимать так: Эта запись, как легко видеть, означает умножение вектора слева на матрицу по правилам матричного умножения.
- ↑ по-разному для разных типов магнетиков.
- ↑ Для той или иной линеаризации могут вводиться разные величины магнитной проницаемости.
- ↑ Намагничивание стали. Магнитная проницаемость.
- ↑ Магнитная проницаемость. Магнитная проницаемость среды. Относительная магнитная проницаемость. Магнитная проницаемость вещества
- ↑ "Metglas Magnetic Alloy 2714A", ''Metglas''. Metglas.com. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ "Typical material properties of NANOPERM", ''Magnetec'' (PDF). Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 "Relative Permeability", ''Hyperphysics''. Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ Nickel Alloys-Stainless Steels, Nickel Copper Alloys, Nickel Chromium Alloys, Low Expansion Alloys. Nickel-alloys.net. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ Juha Pyrhönen, Tapani Jokinen, Valéria Hrabovcová Design of Rotating Electrical Machines. — John Wiley and Sons, 2009. — P. 232. — ISBN 0-470-69516-1
- ↑ 1 2 3 4 Richard A. Clarke Clarke, R. ''Magnetic properties of materials'', surrey.ac.uk. Ee.surrey.ac.uk. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ B. D. Cullity and C. D. Graham (2008), Introduction to Magnetic Materials, 2nd edition, 568 pp., p.16
- ↑ NDT.net Determination of dielectric properties of insitu concrete at radar frequencies. Ndt.net. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 8 ноября 2011.
- ↑ точно, по определению.
dvc.academic.ru
Видеоматериалы
Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше
Подробнее...С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей
Подробнее...Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе
Подробнее...Актуальные темы
ОТЧЕТ о деятельности министерства энергетики, ЖКХ и тарифной политики Кабардино-Балкарской Республики в сфере государственного регулирования и контроля цен и тарифов в 2012 году и об основных задачах на 2013 год
Подробнее...Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год
Подробнее...
КОНТАКТЫ
360051, КБР, г. Нальчик
ул. Горького, 4
тел: 8 (8662) 40-93-82
факс: 8 (8662) 47-31-81
e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
