Pensiamo spesso a come i magneti attirano oggetti metallici. Non sono meno delle meraviglie della vita reale, in particolare dei trasformatori e di come alimentano i nostri dispositivi. Tutti i dispositivi che utilizziamo sono uno di questi magneti di magneti che chiamiamo permeabilità magnetica. È un concetto puro che è il cuore di molte major come l'elettromagnetismo, l'elettronica e la scienza dei materiali.
Se pensi di ricevere alcune lezioni di fisica noiosa qui, non preoccuparti, ti mostreremo quale permeabilità magnetica è in un modo semplice e divertente. Quindi, che tu sia uno studente o semplicemente abbia tempo libero che impara qualcosa, qui troverai come funziona il mondo reale.
In parole semplici, cos'è la permeabilità magnetica?
La permeabilità magnetica è la facilità con cui qualsiasi materiale può trasformarsi in un altro magnete o essere magnetizzato. Non per essere troppo un insegnante di fisica, ma ti dice come qualsiasi cosa può condurre linee di forza magnetiche.
Devi avere familiarità con la conducibilità elettrica, che dice quanto facilmente l'elettricità passa attraverso qualsiasi filo. Allo stesso modo, la permeabilità magnetica mostra come può passare oltre un campo magnetico attraverso un materiale.
Quindi ora, se metti un materiale vicino a un campo magnetico, cosa succederà? Qualche ipotesi? Ci sarà un'alta permeabilità solo in caso di misura in cui un materiale supporta quel campo. Se il materiale è riluttante ad entrare nel campo, allora sempre meno sarà la permeabilità.
Speriamo che tu sappia il concetto di permeabilità magnetica per ora. Anche se non l'hai fatto, non preoccuparti. Saprai quando inizieremo a parlare dell'intervallo di permeabilità magnetica.
Esempi di permeabilità magnetica
Quindi, diamo vita alla permeabilità magnetica e impariamo come funziona.
Ferro attaccato a un magnete:Diciamo, per un istante, c'è un chiodo di ferro in una mano e un magnete nell'altra. Quando li riunirai lentamente, sentirai una forza di attrazione sulle mani in cui il magnete attirerà il chiodo di ferro su se stesso. Ora, questo significa che esiste un'elevata permeabilità magnetica, che risponde fortemente a campi magnetici elevati.
Legno e magneti:E Wood? Hai mai incontrato il legno attaccato a un magnete? Ovviamente no. I boschi non hanno permeabilità magnetica rispetto al ferro o in acciaio dei metalli.
Nota: Il miglior esempio di permeabilità magnetica è il trasformatore. I nuclei di trasformatore sono realizzati con acciai speciali con la più alta permeabilità, che funzionano perfettamente in campi magnetici per realizzare le loro applicazioni.
Quindi se un magnete si attacca a qualcosa o no, non si tratta del magnete; Riguarda se qualcosa supera i campi magnetici attraverso di esso o no.
Cosa dice la scienza sulla permeabilità magnetica?
Ora, veniamo alle prospettive scientifiche. Ti prometto che non sarà affatto noioso.
Quando parliamo della permeabilità di qualcosa o di un materiale, è derivato da un'equazione che dice:μ=H/B
● Qui μ (MU) si riferisce alla permeabilità magnetica.
● B si riferisce alla densità del flusso magnetico, che mostra quanto siano forti campi magnetici attorno al materiale.
● H si riferisce alla potenza del campo magnetico, che è il campo magnetico applicato dall'esterno e quanto sia forte.
Qual è la differenza tra permeabilità assoluta e permeabilità relativa?
Esistono due tipi di permeabilità.
Permeabilità assoluta:È il valore della permeabilità che utilizziamo quando è a portata di mano un materiale specifico. Il suo simbolo è "μ".
Permeabilità relativa:Ora, parla della permeabilità relativa, che diventerà un po 'difficile, ma non preoccuparti. Confronta la permeabilità di qualcosa nello spazio libero; Possiamo dire che un vuoto ha una permeabilità in termini di equazione: μ 0=4 π × 10^7 H/m
Quindi, la permeabilità relativa sarà: μr=μ/μO
Se esiste un materiale con μᵣ> 1, rappresenterà che ha un campo magnetico migliore, che si chiama anche ferromagnetico. Se μᵣ <1, mostrerà un campo magnetico debole o meno, noto come diamagnetico.
Tipi di materiali magnetici basati sulla permeabilità
Ora, ecco la parte dell'intervallo in cui vedrai tutto ciò che è interessante. Parla di materiali, quindi rispondono in modo diverso ai campi magnetici a seconda della loro permeabilità. Se li spezziamo in parti diverse, saprai meglio come funzionano.
1. Materiali ferromagnetici
I materiali ferromagnetici sono molto comuni e hanno una permeabilità relativa molto elevata. Tale tipo di materiale attrae fortemente i campi magnetici e può anche, in effetti, adattarsi al magnetismo per un po 'quando il campo viene rimosso.
Esempi: include ferro, nichel, cobalto e altro ancora.
2. Materiali paramagnetici
I materiali paramagnetici sono parzialmente attratti dai campi magnetici piuttosto che fortemente. Tale materiale non mantiene o adotta il magnetismo quando il campo viene rimosso. La loro permeabilità relativa diventa poco più di 1.
Esempi: includere alluminio, platino, magnesio, ecc.
3. Materiali diamagnetici
Tale tipo di materiale è leggermente respinto dal campo magnetico piuttosto che essere attratto da esso. La sua permeabilità relativa è leggermente inferiore a 1, il che spiega perché è respinta dai campi magnetici.
Esempi: rame, bismuto, acqua e altro ancora.
Importanza della permeabilità magnetica
Parlare di permeabilità metamerica non è solo una lezione in una classe di fisica; È un esempio letterale di come funziona la tecnologia moderna. Qui, scopri come utilizziamo la permeabilità magneticaTutto ciò che usiamo quotidianamente.
Motori elettrici e trasformatori
La permeabilità magnetica viene utilizzata nei trasformatori e i motori elettrici dipendono accuratamente dai campi magnetici per generare e trasferire energia. I materiali utilizzati in questi sistemi sono ricchi di permeabilità, consentendo un migliore trasferimento di energia e, di conseguenza, riducendo la perdita di energia e la perdita di calore.
Protezione da campi magnetici esterni
Alcuni ingegneri usano materiali con meno permeabilità, come gli scanner MRI per spaziali. Tali materiali vengono utilizzati per proteggere i componenti da uno qualsiasi dei campi magnetici esterni.
Dispositivi di archiviazione dei dati
Usiamo nastri magnetici e dischi rigidi; Tutti questi materiali sono materiali ferromagnetici. Vengono utilizzati per archiviare o salvare i dati.
Uso di elettromagneti
Gli elettromagneti hanno molti usi, come nelle gru e nella MRI Trans Imaging (MRI). L'elettromagnetismo funziona su materiali che penetrano nei campi magnetici a causa della loro elevata permeabilità.
La permeabilità non è sempre costante
Ora, c'è un'altra svolta che devi capire. Alcuni fattori possono causare carica la permeabilità magnetica. Per capirlo meglio, fammi sapere quali sono questi fattori.
Saturazione magnetica
C'è una differenza di saturazione: quanto un materiale può prendere il flusso magnetico. Se il ferro, che è un materiale altamente permeabile, viene applicato in un campo magnetico, si saturi, ma non ci vorrà un flusso magnetico.
È come una spugna se immersa in acqua. Quanto può contenere? Il più possibile.
Differenze di temperatura
La temperatura influisce sulla permeabilità.
● Se si riscaldano i materiali ferromagnetici, la loro permeabilità può diminuire.
● Allo stesso modo, alla temperatura del curie, la fine perderà tutte le sue proprietà magnetiche e non reagirà più al campo magnetico.
Differenza di frequenza
Se qualcosa utilizza una corrente alternata, come i trasformatori, la permeabilità può avere frequenze diverse. Tali casi portano ad alcune perdite di base che gli ingegneri stanno ancora lavorando per gestire.
Fatti divertenti sulla permeabilità magnetica
Ora, abbastanza delle equazioni e di tutta la scienza robotica, ti presentiamo la parte divertente della permeabilità magnetica.
● Se parliamo di un vuoto, allora ha una permeabilità di base. Ciò significa che gli spazi vuoti consentono ai campi magnetici, rendendo la permeabilità una costante universale.
● Alcuni materiali galleggiano in un campo magnetico. Come il bismuto e la grafite, possono levitare in forti campi magnetici a causa del diamagnetismo.
● Ti sei mai chiesto come proteggono gli spaziali o gli strumenti di laboratorio dal campo magnetico terrestre? Usano i metalli MU, che hanno una permeabilità estremamente elevata, per mantenere il loro equilibrio e salvarli dal campo magnetico terrestre.
● Il campo magnetico della Terra è generato da una gigantesca sfera ferromagnetica nel nucleo della Terra.
Domande frequenti
La permeabilità magnetica e il magnetismo sono la stessa cosa?
No, non lo sono. Il magnetismo è una proprietà più generale; La permeabilità è misurabile usando la sua equazione, che mostra come un materiale risponde al campo magnetico.
Possiamo cambiare la permeabilità del materiale?
Sì, puoi cambiare la permeabilità del materiale. Tutto quello che devi fare è applicare quei fattori che influenzano la permeabilità. Come applicare il calore, lo stress, cambiare forma e altro ancora.
Perché la permeabilità è così importante per gli ingegneri?
Uno dei motivi per cui la permeabilità è molto importante è perché è il nucleo di alcune macchine importanti come trasformatori, sensori e qualsiasi altra cosa che utilizza il processo di elettromagnetismo. In tali casi, gli ingegneri utilizzano i materiali permeabili giusti, aumentando la loro efficienza e prevenendo i rifiuti.
Conclusione
La permeabilità magnetica sembra un argomento scientifico noioso, ma è molto interessante. Ciò che lo rende più interessante è il suo ruolo nella nostra vita quotidiana. Usiamo un caricabatterie che alimenta i nostri telefoni, scanner MRI negli ospedali e persino campi magnetici della Terra. Tutti questi spiegano perché la permeabilità magnetica è così importante per noi. Quindi, tutta questa conoscenza ora risponde alla tua domanda "Che cos'è la permeabilità magnetica?"
