Вводный раздел этой статьи слишком длинный. |
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 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 . 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
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.
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.
Относительная магнитная проницаемость в СИ связана с магнитной восприимчивостью χ соотношением
а в Гауссовой системе магнитная проницаемость связана с магнитной восприимчивостью χ соотношением
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.
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] магнитной постоянной = Гн/м
Парамагнетики | (μ -1), 10−6 | Диамагнетики | (1-μ ), 10−6 |
---|---|---|---|
Азот | 0,013 | Водород | 0,063 |
Воздух | 1,000038 | 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 |
Medium | Восприимчивость χm (объемная, СИ) |
Проницаемость μ [Гн/м] | Относительная проницаемость μ/μ0 | Магнитное поле | Максимум частоты |
---|---|---|---|---|---|
Метглас (англ. Metglas) | 1,25 | 1 000 000[7] | при 0.5 Тл | 100 kHz | |
Наноперм (англ. Nanoperm) | 10⋅10-2 | 80 000[8] | при 0.5 Тл | 10 kHz | |
Мю-металл | 2,5⋅10-2 | 20 000[9] | при 0.002 Тл | ||
Мю-металл | 50 000[10] | ||||
Пермаллой | 1,0⋅10-2 | 8000[9] | при 0.002 Тл | ||
Электротехническая сталь | 5,0⋅10-3 | 4000[9][нет в источнике] | при 0.002 Тл | ||
Феррит (никель-цинк) | 2,0⋅10-5 — 8,0⋅10-4 | 16-640 | 100 kHz ~ 1 MHz[источник не указан 2572 дня] | ||
Феррит (марганец-цинк) | >8,0⋅10-4 | 640 (и более) | 100 kHz ~ 1 MHz | ||
Сталь | 1 26⋅10-4 | 100[9] | при 0.002 Тл | ||
Никель | 1,25⋅10-4 | 100[9] — 600 | при 0.002 Тл | ||
Неодимовый магнит | 1.05[11] | до 1,2-1,4 Тл | |||
Платина | 1,2569701⋅10-6 | 1,000265 | |||
Алюминий | 2,22⋅10-5[12] | 1,2566650⋅10-6 | 1,000022 | ||
Дерево | 1,00000043[12] | ||||
Воздух | 1,00000037[13] | ||||
Бетон | 1[14] | ||||
Вакуум | 0 | 1,2566371⋅10-6 (μ0) | 1[15] | ||
Водород | -2,2⋅10-9[12] | 1,2566371⋅10-6 | 1,0000000 | ||
Тефлон | 1,2567⋅10-6[9] | 1,0000 | |||
Сапфир | -2,1⋅10-7 | 1,2566368⋅10-6 | 0,99999976 | ||
Медь | -6,4⋅10-6 or -9,2⋅10-6[12] |
1,2566290⋅10-6 | 0,999994 | ||
Вода | -8,0⋅10-6 | 1,2566270⋅10-6 | 0,999992 | ||
Висмут | -1,66⋅10-4 | 0,999834 | |||
Сверхпроводники | −1 | 0 | 0 |
Для улучшения этой статьи желательно: |
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .