Fizyka przepuszczalności magnetycznej

Przepuszczalność magnetyczna, względny wzrost lub spadek wynikowego pola magnetycznego wewnątrz materiału w porównaniu z polem magnetycznym, w którym znajduje się dany materiał; lub właściwość materiału, która jest równa gęstości strumienia magnetycznego B ustalonej w materiale przez pole magnetyczne podzielone przez siłę pola magnetycznego H pola magnetycznego. Przepuszczalność magnetyczna μ (greckie mu) jest zatem definiowana jako μ = B / H. Gęstość strumienia magnetycznego B jest miarą rzeczywistego pola magnetycznego w materiale uważanym za stężenie linii pola magnetycznego lub strumienia na jednostkę pola przekroju. Siła pola magnetycznego H jest miarą pola magnetycznego wytwarzanego przez przepływ prądu elektrycznego w cewce z drutu.

W pustej lub wolnej przestrzeni gęstość strumienia magnetycznego jest taka sama jak pola magnetyzującego, ponieważ nie ma znaczenia modyfikowanie pola. W jednostkach centymetr-gram-sekunda (cgs) przepuszczalność B / H przestrzeni jest bezwymiarowa i ma wartość 1. W jednostkach metr-kilogram-sekunda (mks) i jednostkach SI, B i H mają różne wymiary, a przepuszczalność wolnej przestrzeni (symbolizowane μ ₀) zdefiniowano jako równe 4π × 10 ^{- 7} webera na amperomierz, tak aby jednostka mks prądu elektrycznego mogła być taka sama jak jednostka praktyczna, amper. Przy redefinicji ampera w 2019 ľ ₀ nie jest już równa 4π x 10 ^{- 7} Weber na amper metrów i należy ustalić doświadczalnie. (Jednak [μ ₀ / 4π × 10 ^{- 7}] wynosi 1,00000000055, wciąż bardzo blisko swojej poprzedniej wartości.) W tych systemach przepuszczalność, B / H, nazywana jest przepuszczalnością absolutną μ ośrodka. Względna przepuszczalność μ _r jest następnie definiowana jako stosunek μ / μ ₀, który jest bezwymiarowy. Zatem względna przepuszczalność wolnej przestrzeni lub próżni wynosi 1.

Materiały można klasyfikować magnetycznie na podstawie ich przepuszczalności. Materiał diamagnetyczny ma stałą względną przepuszczalność nieco mniejszą niż 1. Gdy materiał diamagnetyczny, taki jak bizmut, zostanie umieszczony w polu magnetycznym, pole zewnętrzne zostaje częściowo wyrzucone, a gęstość strumienia magnetycznego w nim nieznacznie zmniejszona. Materiał paramagnetyczny ma stałą względną przepuszczalność nieco większą niż 1. Gdy materiał paramagnetyczny, taki jak platyna, zostanie umieszczony w polu magnetycznym, zostaje on lekko namagnesowany w kierunku pola zewnętrznego. Materiał ferromagnetyczny, taki jak żelazo, nie ma stałej względnej przepuszczalności. W miarę wzrostu pola magnetycznego względna przepuszczalność wzrasta, osiąga maksimum, a następnie maleje. Oczyszczone żelazo i wiele stopów magnetycznych mają maksymalną przenikalność względną wynoszącą 100 000 lub więcej.