Vi tenker ofte på hvordan magneter tiltrekker metallobjekter. De er ikke mindre enn virkelige vidunder, spesielt transformatorer og hvordan de driver enhetene våre. Alle enhetene vi bruker er en av disse magneter av magneter vi kaller magnetisk permeabilitet. Det er et rent konsept som er hjertet til mange hovedfag som elektromagnetisme, elektronikk og materialvitenskap.
Hvis du tror du vil få noen kjedelige fysiske foredrag her ute, ikke bekymre deg, vi vil vise deg hvilken magnetisk permeabilitet som er på en enkel, morsom måte. Så enten du er student eller bare har fritid for å lære noe, her vil du finne hvordan den virkelige verden fungerer.
Hva er magnetisk permeabilitet med enkle ord?
Magnetisk permeabilitet er hvor lett noe materiale kan bli til en annen magnet eller bli magnetisert. Ikke for å være for mye av en fysikklærer, men den forteller deg hvordan noe kan utføre magnetiske kraftlinjer.
Du må være kjent med elektrisk konduktivitet, som forteller hvor lett strøm som går gjennom en hvilken som helst ledning. På samme måte viser magnetisk permeabilitet hvordan den kan vri seg forbi et magnetfelt gjennom et materiale.
Så nå, hvis du plasserer et materiale i nærheten av et magnetfelt, hva vil skje? Noen gjetninger? Det vil bare være høy permeabilitet hvis det i tilfelle av hvor mye et materiale støtter det feltet. Hvis materialet er motvillig til å gå inn i feltet, vil mindre og mindre være permeabiliteten.
Vi håper du kjenner konseptet magnetisk permeabilitet for nå. Selv om du ikke gjorde det, ikke bekymre deg. Du vil vite når vi begynner å snakke om intervallet for magnetisk permeabilitet.
Eksempler på magnetisk permeabilitet
Så la oss bringe magnetisk permeabilitet i livet og lære hvordan det fungerer.
Jern som holder seg til en magnet:La oss si, for et øyeblikk er det en jernspiker i den ene hånden og en magnet i den andre. Når du sakte bringer dem sammen, vil du føle en tiltrekningskraft på hendene der magneten vil tiltrekke jernspiken til seg selv. Nå betyr dette at det er høy magnetisk permeabilitet, som reagerer sterkt på høye magnetfelt.
Tre og magneter:Hva med tre? Har du noen gang møtt tre som klistrer seg til en magnet? Selvfølgelig ikke. Woods har ingen magnetisk permeabilitet sammenlignet med metaller jern eller stål.
Note: Det beste eksemplet på magnetisk permeabilitet er transformatoren. Transformatorkjerner er laget av spesielle stål med den høyeste permeabiliteten, som fungerer perfekt i magnetiske felt for å oppnå applikasjonene sine.
Så uansett om en magnet holder seg til noe eller ikke, handler den ikke om magneten; Det handler om hvorvidt noe passerer magnetiske felt gjennom det eller ikke.
Hva sier vitenskap om magnetisk permeabilitet?
La oss nå komme til de vitenskapelige perspektivene. Jeg lover deg at det ikke vil være kjedelig i det hele tatt.
Når vi snakker om permeabiliteten til noe eller et materiale, er det avledet fra en ligning som sier:μ=H/B
● Her refererer μ (MU) til magnetisk permeabilitet.
● B refererer til magnetisk flukstetthet, som viser hvor sterke magnetiske felt er rundt materialet.
● H refererer til magnetfeltstyrke, som er magnetfeltet som brukes fra utsiden og hvor sterk det er.
Hva er forskjellen mellom absolutt permeabilitet og relativ permeabilitet?
Det er to typer permeabilitet.
Absolutt permeabilitet:Det er verdien av permeabilitet som vi bruker når et spesifikt materiale er tilgjengelig. Symbolet er "μ."
Relativ permeabilitet:Nå, snakk om relativ permeabilitet, som vil bli litt tøff, men ikke bekymre deg. Den sammenligner permeabiliteten til noe i ledig plass; Vi kan si at et vakuum har en permeabilitet når det gjelder ligningen: μ 0=4 π × 10^7 H/m
Så den relative permeabiliteten vil være: μr=μ/μo
Hvis det er et materiale med μᵣ> 1, vil det representere at det har et bedre magnetfelt, som også kalles ferromagnetisk. Hvis μᵣ <1, vil det vise et svakt eller mindre magnetfelt, som er kjent som diamagnetisk.
Typer magnetiske materialer basert på permeabilitet
Nå, her er intervalldelen der du vil se alt av interesse. Snakk om materialer, så reagerer de annerledes på magnetiske felt avhengig av permeabiliteten deres. Hvis vi bryter dem inn i forskjellige deler, vil du vite bedre hvordan de fungerer.
1. Ferromagnetiske materialer
Ferromagnetiske materialer er veldig vanlige og har veldig høy relativ permeabilitet. En slik type materiale tiltrekker seg sterkt i magnetiske felt og kan til og med tilpasse seg magnetisme en stund når feltet fjernes.
Eksempler: Det inkluderer jern, nikkel, kobolt og mer.
2. Paramagnetiske materialer
Paramagnetiske materialer er delvis tiltrukket av magnetfeltene i stedet for sterkt. Slikt materiale opprettholder eller vedtar ikke magnetisme når feltet fjernes. Deres relative permeabilitet blir bare litt mer enn 1.
Eksempler: Inkluder aluminium, platina, magnesium, etc.
3. Diamagnetiske materialer
En slik type materiale blir svært frastøtt av magnetfeltet i stedet for å bli tiltrukket av det. Den relative permeabiliteten er litt mindre enn 1, noe som forklarer hvorfor den blir frastøtt av magnetiske felt.
Eksempler: Kobber, vismut, vann og mer.
Viktigheten av magnetisk permeabilitet
Å snakke om metamerisk permeabilitet er ikke bare et foredrag i en fysikklasse; Det er et bokstavelig eksempel på hvordan moderne teknologi fungerer. Her, finn ut hvordan vi bruker magnetisk permeabilitet iAlt vi bruker daglig.
Elektriske motorer og transformatorer
Magnetisk permeabilitet brukes i transformatorer, og elektriske motorer avhenger grundig av magnetiske felt for å generere og overføre energi. Materialene som brukes i disse systemene har mye permeabilitet, noe som muliggjør bedre energioverføring og som et resultat reduserer energitap og varmetap.
Skjerming mot eksterne magnetfelt
Noen ingeniører bruker materialer med mindre permeabilitet, for eksempel MR -skannere. Slike materialer brukes til å beskytte komponenter mot noen av de eksterne magnetfeltene.
Datalagringsenheter
Vi bruker magnetbånd og harddisker; Alle disse materialene er ferromagnetiske materialer. De brukes til å lagre eller lagre data.
Bruk av elektromagneter
Elektromagneter har mange bruksområder, for eksempel i kraner og magnetiske transimaging (MRI) -skannere. Elektromagnetisme fungerer på materialer som trenger inn i magnetiske felt på grunn av deres høye permeabilitet.
Permeabilitet er ikke alltid konstant
Nå er det en annen vri du trenger å forstå. Visse faktorer kan forårsake magnetisk permeabilitet for lading. For å forstå det bedre, la meg få vite hva disse faktorene er.
Magnetisk metning
Det er en forskjell i metning: hvor mye et materiale kan ta magnetisk fluks. Hvis jern, som er et svært gjennomtrengelig materiale, blir brukt på et magnetfelt, vil det bli mettet, men det vil ikke ta magnetisk fluks.
Det er som en svamp når den blir suget i vann. Hvor mye kan det holde? Så mye som det kan.
Temperaturforskjeller
Temperaturen påvirker permeabiliteten.
● Hvis du varmer ferromagnetiske materialer, kan permeabiliteten deres avta.
● På samme måte, ved Curie -temperaturen, vil enden miste alle magnetiske egenskaper og ikke lenger reagere på magnetfeltet.
Frekvensforskjell
Hvis noe bruker en vekselstrøm, som transformatorer, kan permeabilitet ha forskjellige frekvenser. Slike saker fører til noen kjernetap som ingeniører fortsatt jobber for å administrere.
Morsomme fakta om magnetisk permeabilitet
Nå, nok av ligningene og all robotvitenskap, la oss introdusere deg for den morsomme delen av magnetisk permeabilitet.
● Hvis vi snakker om et vakuum, har det en baseline permeabilitet. Dette betyr at tomme rom lar magnetiske felt gå gjennom, noe som gjør permeabiliteten til en universell konstant.
● Noen materialer flyter i et magnetfelt. Som vismut og grafitt, kan de levitere i sterke magnetfelt på grunn av diamagnetisme.
● Har du noen gang lurt på hvordan de beskytter romfartøy eller laboratorieinstrumenter fra jordens magnetfelt? De bruker MU-metaller, som har en ekstremt høy permeabilitet, for å opprettholde balansen og redde dem fra jordens magnetfelt.
● Jordens magnetfelt genereres av en gigantisk ferromagnetisk ball i jordens kjerne.
FAQ
Er magnetisk permeabilitet og magnetisme det samme?
Nei, det er de ikke. Magnetisme er en mer generell egenskap; Permeabiliteten er målbar ved bruk av ligningen, som viser hvordan et materiale reagerer på magnetfeltet.
Kan vi endre materialets permeabilitet?
Ja, du kan endre materialets permeabilitet. Alt du trenger å gjøre er å bruke de faktorene som påvirker permeabiliteten. Som å påføre varme, stress, endre form og mer.
Hvorfor er permeabilitet så viktig for ingeniører?
En av grunnene til at permeabilitet er veldig viktig er fordi det er kjernen i noen viktige maskiner som transformatorer, sensorer og alt annet som bruker prosessen med elektromagnetisme. I slike tilfeller bruker ingeniører riktig permeable materialer, øker effektiviteten og forhindrer avfall.
Konklusjon
Magnetisk permeabilitet høres ut som et kjedelig vitenskapsemne, men det er veldig interessant. Det som gjør det mer interessant er dens rolle i vårt daglige liv. Vi bruker en lader som driver telefonene våre, MR -skannere på sykehus og til og med jordas magnetfelt. Alle disse forklarer hvorfor magnetisk permeabilitet er så viktig for oss. Så all denne kunnskapen svarer nå på spørsmålet ditt: "Hva er magnetisk permeabilitet?"
