Cos'è la permeabilità relativa?

IL Permeabilità relativa È la misura della capacità di un determinato materiale, di essere attraversato da un flusso, senza perdere le sue caratteristiche -, rispetto a quella di un altro materiale che funge da riferimento. È calcolato come il motivo tra la permeabilità del materiale in studio e quella del materiale referenziale. Pertanto è un importo che manca di dimensioni.

Generalmente quando si parla di permeabilità si pensa a un flusso di fluidi, comunemente acqua. Ma ci sono anche altri elementi in grado di attraversare sostanze, ad esempio campi magnetici. In questo caso si parla Permeabilità magnetica e di Permeabilità magnetica relativa.

Il nichel ha un'alta permeabilità magnetica relativa, quindi le monete sono fortemente rispettate al magnete. Fonte: Pixabay.com.

La permeabilità dei materiali è una proprietà molto interessante, indipendentemente dal tipo di flusso che li attraversa. Grazie ad esso è possibile anticipare come questi materiali si comporteranno in circostanze molto varie.

Ad esempio, la permeabilità al suolo è molto importante quando si costruiscono strutture come scarichi, marciapiedi e altro ancora. Anche per le colture, la permeabilità al suolo è rilevante.

Per tutta la vita, la permeabilità delle membrane cellulari consente alla cellula di essere selettiva, consentendo sostanze necessarie come i nutrienti e rifiutando gli altri che possono essere dannosi.

Per quanto riguarda la permeabilità relativa magnetica, ci fornisce informazioni sulla risposta dei materiali ai campi magnetici causati da magneti o fili con corrente. Tali elementi abbondano nella tecnologia che ci circonda, quindi vale la pena investire quali effetti sui materiali.

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Permeabilità magnetica relativa

Un'applicazione molto interessante delle onde elettromagnetiche è quella di facilitare la prospettiva di petrolio. Si basa sul sapere quanto l'onda è in grado di penetrare nel sottosuolo prima di essere attenuata da esso.

Ciò fornisce una buona idea del tipo di rocce che si trovano in un determinato posto, poiché ogni roccia ha una permeabilità magnetica diversa, secondo la sua composizione.

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Come affermato all'inizio, a condizione di parlare Permeabilità relativa, Il termine "relativo" richiede di confrontare la grandezza in una questione di un determinato materiale, con quella di un altro che funge da riferimento.

Questo è sempre applicabile, indipendentemente dal fatto che sia permeabilità prima di un campo liquido o magnetico.

Il vuoto è permeabilità, poiché le onde elettromagnetiche non hanno problemi a muoversi lì. È una buona idea prenderlo come valore di riferimento per trovare la relativa permeabilità magnetica di qualsiasi materiale.

La permeabilità al vuoto non è altro che la costante ben nota della legge biot-savart, che serve a calcolare il vettore di induzione magnetica. Il suo valore è:

μ_O = 4π . 10 ^-7 T.m/a (Tesla . Metropolitana/ampere).

Questa costante fa parte della natura ed è collegata, insieme all'indennità elettrica, al valore della velocità della luce nel vuoto.

Per trovare una permeabilità magnetica relativa, è necessario confrontare la risposta magnetica di un materiale in due mezzi diversi, uno dei quali è il vuoto.

Nel calcolo dell'induzione magnetica B Da un filo nel vuoto, è stato scoperto che la sua grandezza è:

Dove B È l'intensità del campo magnetico, Yo È l'intensità della corrente e R È la distanza radiale dal filo. Se il filo è immerso in un mezzo diverso, l'entità del campo sarà:

E permeabilità relativa μ_R di questo mezzo, è il quoziente tra B e B_O: μ_R= B/b_O. È una quantità senza dimensioni, come si può vedere.

Classificazione dei materiali in base alla loro relativa permeabilità magnetica

La permeabilità magnetica relativa è una quantità senza dimensioni e positiva, essendo a turno il rapporto di due quantità positive. Ricorda che il modulo di un vettore è sempre maggiore di 0.

μ_R= B/b_O = μ / μ_O

μ = μ_R . μ_O

Questa grandezza descrive qual è la risposta magnetica di un mezzo rispetto alla risposta vuota.

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Ora, la permeabilità magnetica relativa può essere uguale a 1, meno di 1 o superiore a 1. Che dipende dal materiale in questione e anche dalla temperatura.

• Ovviamente sì μ_R= 1 Il mezzo è il vuoto.
• Se è inferiore a 1 è un materiale diamagnetico
• Se è maggiore di 1, ma non molto, il materiale lo è paramagnetico
• E se è molto maggiore di 1, il materiale è ferromagnetico.

La temperatura svolge un ruolo importante nella permeabilità magnetica di un materiale. In realtà questo valore non è sempre costante. Aumentando la temperatura di un materiale, disturbo internamente, quindi la sua risposta magnetica diminuisce.

Materiali diamagnetici e paramagnetici

I materiali diamagnetico Rispondono negativamente ai campi magnetici e li respingono. Michael Faraday (1791-1867) scoprì questa proprietà nel 1846, quando scoprì che un pezzo di bismuto fu respinto da uno qualsiasi dei poli di un magnete.

In qualche modo, il campo magnetico del magnete induce un campo nella direzione opposta all'interno del bismuto. Tuttavia, questa proprietà non è esclusiva di questo elemento. Tutti i materiali lo hanno in una certa misura.

È possibile dimostrare che la magnetizzazione netta in un materiale diamagnetico dipende dalle caratteristiche dell'elettrone. E l'elettrone fa parte degli atomi di qualsiasi materiale, quindi tutti possono avere una risposta diamagnetica ad un certo punto.

Acqua, gas nobili, oro, rame e molti altri, sono materiali diamagnetici.

D'altra parte i materiali paramagnetico Hanno un po 'di magnetizzazione. Ecco perché possono rispondere positivamente al campo magnetico di un magnete, ad esempio. Hanno una permeabilità magnetica simile al valore di μ_O.

Vicino a un magnete, possono anche magnetizzare e diventare magneti da soli, ma questo effetto scompare quando il magnete reale dalle vicinanze viene rimosso. L'alluminio e il magnesio sono esempi di materiali paramagnetici.

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Materiali veramente magnetici: ferromagnetismo

Le sostanze paramagnetiche sono le più abbondanti di natura. Ma ci sono materiali che sono facilmente attratti da magneti permanenti.

Sono in grado di acquisire magnetizzazione per se stessi. Questo è ferro, nichel, cobalto e terre rare come gadolinio e dispositivo. Inoltre alcune leghe e composti tra questi e altri minerali, sono conosciute come materiali Ferromagnetico.

Questo tipo di materiale sperimenta una risposta magnetica molto intensa a un campo magnetico esterno, come un magnete, ad esempio. Ecco perché le monete di nichel si attaccano ai magneti della barra. E a loro volta i magneti della barra aderiscono ai frigoriferi.

La permeabilità magnetica relativa dei materiali ferromagnetici è molto maggiore di 1. All'interno hanno piccoli magneti chiamati Dipoli magnetici. Quando questi dipoli magnetici sono allineati, intensificano l'effetto magnetico all'interno dei materiali ferromagnetici.

Quando questi dipoli magnetici sono in presenza di un campo esterno, si allineano rapidamente con questo e il materiale aderisce al magnete. Sebbene il campo esterno sia supposto, allontanandosi, rimane una magnetizzazione rimanente all'interno del materiale.

Le alte temperature causano un disturbo interno in tutte le sostanze, producendo quella che viene chiamata "agitazione termica". Con il calore, i dipoli magnetici perdono il loro allineamento e l'effetto magnetico sta scomparendo.

La temperatura di Curie è la temperatura per la quale l'effetto magnetico scompare completamente da un materiale. A questo valore critico, le sostanze ferromagnetiche vengono trasformate in paramagnetiche.

I dispositivi di archiviazione dei dati, come nastri magnetici e memorie magnetiche, utilizzano il ferromagnetismo. Allo stesso modo, con questi materiali, i magneti ad alta intensità sono fabbricati con molti usi nella ricerca.

Riferimenti

1. Tipler, p., Volare g. (2003). Fisica per la scienza e la tecnologia, volume 2.  Reverte editoriale. P. 810-821.
2. Zapata, f. (2003). Studio di mineralogie associate al pozzo di petrolio Guafita 8x appartenente al Campo di Guafita (Stato di Apure) attraverso misurazioni di suscettibilità magnetica e Mossbauer. Tesi di laurea. Università centrale del Venezuela.