Что такое магнитная проницаемость среды что она характеризует кратко

Обновлено: 15.05.2024

Магни́тная проница́емость — безразмерная физическая величина, характеризующая изменение магнитной индукции В среды под воздействием магнитного поля и напряженностью Н.

Магнитная проницаемость различна для разных сред и зависит от ее свойств, поэтому принято говорить о магнитной проницаемости конкретной среды (имея вввиду ее состав, состояние, температуру и т. д.).

• диамагнетики (μ 1)
• ферромагнетики (обладающие более выраженными магнитными свойствами, например железо).

Абсолютная магнитная проницаемость воздуха приблизительно равна магнитной проницаемости вакуума и в технических расчетах принимается равной 4π · 10 -7 Гн/м

Магнитная проницаемость показывает, во сколько раз абсолютная магнитная проницаемость данного материала больше магнитной постоянной, т.е., во сколько раз магнитное поле макротоков Н усиливается за счет поля микротоков среды. Магнитная проницаемость воздуха и большинства веществ, за исключением ферромагнитных материалов, близка к единице.

В технике используется несколько видов магнитной проницаемости в зависимости от конкретных применений магнитного материала. Относительная магнитная проницаемость показывает, во сколько раз в данной среде сила взаимодействия между проводами с током изменяется по сравнению с вакуумом. Численно равна отношению абсолютной магнитной проницаемости к магнитной постоянной. Абсолютная магнитная проницаемость равна произведению магнитной проницаемости на магнитную постоянную.

У диамагнетиков χμχ>0 и μ > 1. В зависимости от того, измеряется ли μ ферромагнетиков в статическом или переменном магнитном поле, ее называют соответственно статической или динамической магнитной проницаемостью.

Магнитная проницаемость ферромагнетиков сложным образом зависит от Н. Из кривой намагничивания ферромагнетика можно построить зависимость магнитной проницаемости от Н.

Она пропорциональна тангенсу угла наклона секущей, проведенной из начала координат через соответствующую точку на основной кривой намагничивания. Предельное значение магнитной проницаемости μ_н при напряженности магнитного поля, стремящейся к нулю, называют начальной магнитной проницаемостью. Эта характеристика имеет важнейшее значение при техническом использовании многих магнитных материалов. Экспериментально ее определяют в слабых магнитных полях с напряженностью порядка 0, 1 А/м.

При одновременном воздействии на магнитный материал постоянного Н_o и переменного Н_~ магнитных полей и, обычно, при условии Н_~o вводят понятие дифференциальной проницаемости μ_диф .

Крутизну отдельных участков кривой намагничивания и ветвей петли гистерезиса также характеризуют дифференциальной магнитной проницаемостью:

В одном и том же образце максимальное значение дифференциальной проницаемости всегда превышает максимальное значение статической проницаемости.

При проведении опыта с соленоидом, соединенным с баллистическим гальванометром, во время включения тока в нем можно определить значение магнитного потока Φ , который будет пропорционален отбросу стрелки гальванометра. Если делать его дважды с одинаково установленным током I в гальванометре, то в первом опыте соленоид будет без сердечника, а во втором его введут перед включением тока.

Проведение второго опыта дает понять, что наличие магнитного потока значительно больше, чем в первом. Если повторить процесс, но с задействованием сердечника разной толщины, то получаем максимальный поток при полном заполнении соленоида железом, то есть при плотно навитой обмотке на сердечнике. Имеем, что:

где Φ является магнитным потоком в катушке с сердечником, Φ 0 - магнитным потоком без сердечника.

Увеличение магнитного потока при введении сердечника в соленоид обусловлено появлением магнитного потока, создаваемого совокупностью ориентированных амперовых молекулярных токов, и присоединение его к уже имеющемуся магнитному потоку от тока обмотки соленоида. Происходит ориентировка молекулярных токов под влиянием магнитного поля, их суммарный момент больше не равняется нулю, потому как происходит возникновение дополнительного магнитного поля.

Магнитная проницаемость. Измерения

Величина μ характеризует магнитные свойства среды и называется магнитной проницаемостью (относительной магнитной проницаемостью).

Она является безразмерной характеристикой вещества. Если происходит увеличение потока Φ в μ раз, это говорит о том, что магнитная индукция B → в сердечнике во столько же раз больше, чем в вакууме при том же токе в соленоиде. Запись примет вид:

B → = μ B 0 → , где B 0 → означает магнитную индукцию поля в вакууме.

Вместе с магнитной индукцией, являющейся основной силовой характеристикой поля, применяют вспомогательную векторную величину – напряженность магнитного поля H → , которая связана с B → при помощи соотношения:

Если формула B → = μ H → применится в опыте с сердечником, тогда при его отсутствии:

Значение μ = 1 . Если сердечник имеется, то

Равенство B → = μ B 0 → выполняется, поэтому

μ μ 0 H → = μ м 0 H 0 → → H → = H 0 → .

Отсюда следует, что напряженность магнитного поля не зависит от характера однородного вещества, которым было заполнено пространство. Большинство веществ имеет магнитную проницаемость, равную 1 . Исключениями считаются ферромагнетики.

Магнитная восприимчивость вещества

Обычно связь вектора намагниченности J → и вектора напряженности в каждой точке магнетика обозначается:

χ является магнитной восприимчивостью. Величина безразмерная. Если вещество неферромагтиное и обладает небольшим полем, то χ не зависит от напряженности, является скалярной величиной.

Анизотропные среды предполагают χ в качестве тензора, направления J → и H → не совпадают.

Связь между магнитной восприимчивостью и магнитной проницаемостью

Из определения вектора напряженности магнитного поля:

При подстановке выражения J → = χ H → в H → = B → μ 0 - J → получаем:

Напряженность приобретает вид:

H → = B → μ 0 1 + χ → B → = μ 0 ( 1 + χ ) H → .

При сравнении B → = μ μ 0 H → и H → = B → μ 0 1 + χ → B → = μ 0 ( 1 + χ ) H → :

Магнитная восприимчивость может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Из μ = 1 + χ имеем, что μ может быть больше или меньше 1 .

Произвести вычисление намагниченности в центре кругового витка с радиусом R = 0 , 1 м и током I = 2 А при погружении в жидкий кислород. Значение магнитной восприимчивости жидкого кислорода χ = 3 , 4 · 10 - 3 .

Решение

Следует применить выражение, которое показывает связь напряженности магнитного поля и намагниченности, то есть:

Далее произведем поиск поля в центре витка с током, так как необходимо вычислить намагниченность в этой точке.

На проводнике с током необходимо выбрать элементарный участок, показанный на рисунке 1 , как основу для решения задания. Применим формулу напряженности элемента витка с током.

d H = 1 4 π I d l sin υ r 2 .

Где r → – является радиус-вектором, проведенным из элемента тока в рассматриваемую точку,
d l → – элемент проводника с током, υ – угол между d l → и r → .

Опираясь на рисунок 1 , υ = 90 ° , следует упрощение J → = χ H → . Так как расстояние от центра окружности элемента проводника с током постоянно и равняется радиусу витка R , получаем:

d H = 1 4 π I d l R 2 .

Направление результирующего вектора напряженности магнитного поля совпадает с осью Х . Его находят как сумму отдельных векторов d H → , потому что все элементы тока создают в центре витка магнитные поля, которые направлены вдоль нормали витка. Используя принцип суперпозиции, полная напряженность магнитного поля находится при переходе к интегралу вида:

Произведем подстановку d H = 1 4 π I d l R 2 в H = ∮ d H :

H = 1 4 π I R 2 ∮ d l = 1 4 π I R 2 2 πR = 1 2 I R .

Для нахождения намагниченности, следует подставить значение напряженности из H = 1 4 π I R 2 ∮ d l = 1 4 π I R 2 2 πR = 1 2 I R в J → = χ H → . тогда:

Вычисляем с числовыми выражениями:

J = 3 , 4 · 10 - 3 2 · 2 0 , 1 = 3 , 4 · 10 - 2 А м .

Ответ: J = 3 , 4 · 10 - 2 А м .

Произвести вычисление доли суммарного магнитного поля в вольфрамовом стержне, находящегося во внешнем однородном магнитном поле, которую определяют молекулярные токи. Значение магнитной проницаемости вольфрама равняется μ = 1 , 0176 .

Решение

Нахождение индукции магнитного поля B ' , приходящейся на долю молекулярных токов, представляется:

B ' = μ 0 J , где J – является намагниченностью. Ее связь с напряженностью выражается через соотношение:

Магнитная восприимчивость находится из

Магнитное поле молекулярных токов будет равно:

B ' = μ 0 ( μ - 1 ) H .

По формуле находим полное поле в стержне:

Задействовав выражения B ' = μ 0 ( μ - 1 ) H , B = μ μ 0 H , найдем соотношение:

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ – физическая величина, характеризующая магнитные свойства вещества. Относительная магнитная проницаемость показывает, во сколько раз в данной среде сила взаимодействия между проводами с током изменяется по сравнению с вакуумом. Численно равна отношению абсолютной магнитной проницаемости к магнитной постоянной.
Абсолютная магнитная проницаемость равна произведению магнитной проницаемости на магнитную постоянную. Изменение сил взаимодействия между проводами обусловлено изменением интенсивности магнитного поля, вызванного размером, формой проводов, а также магнитными свойствами вещества, находящегося между проводами. Магнитная проницаемость показывает, во сколько раз абсолютная магнитная проницаемость данного материала больше магнитной постоянной. Магнитная проницаемость воздуха и большинства веществ, за исключением ферромагнитных материалов, близка к единице.
Магнитная постоянная равна 12.56 x 10-7 Г/м.
Словарь Бензаря

физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией В и магнитным полем Н в веществе

Магнитная проницаемость,
физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией В и магнитным полем Н в веществе. Обозначается m, у изотропных веществ m= В/Н (в СГС системе единиц) или m= В/m0Н (в Международной системе единиц СИ, mо — магнитная постоянная) .

У анизотропных тел (кристаллов) М. п. — тензор. М. п. связана с магнитной восприимчивостью c соотношением m= 1 + 4pc (в СГС системе единиц) или m = 1 +c (в ед. СИ) , m измеряется в безразмерных единицах. Для физич. вакуума c = 0 и m= 1.

У диамагнетиков c 0 и m > 1. В зависимости от того, измеряется ли m ферромагнетиков в статическом или переменном магнитном поле, её называют соответственно статической или динамической М. п. Значения этих М. п. не совпадают, так как на намагничивание ферромагнетиков в переменных полях влияют вихревые токи, магнитная вязкость и резонансные явления. М. п. ферромагнетиков сложно зависит отН, для описания этой зависимости вводят понятия дифференциальной, начальной и максимальной М. п. (см. Магнитная восприимчивость).

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ, физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией В и магнитным полем Н в веществе. Обозначается д, у изотропных веществ n = В/Н (в СГС системе единиц) или д = В/n_оН (в Международной системе единиц СИ, n_о-магнитная постоянная). У анизотропных тел (кристаллов) М. п.- тензор. М. п. связана с магнитной восприимчивостью и соотношением д, = 1 + 4Пи*n (в СГС системе единиц) или ц = 1 + и (в ед. СИ), д измеряется в безразмерных единицах. Для физич. вакуума x = 0 и n = 1.

У диамагнетиков x 0 и n > 1. В зависимости от того, измеряется ли ц ферромагнетиков в статич. или переменном магнитном поле, её наз. соответственно статической или д и-намической М. п. Значения этих М. п. не совпадают, т. к. на намагничивание ферромагнетиков в переменных полях влияют вихревые токи, магнитная вязкость и резонансные явления. М. п. ферромагнетиков сложно зависит от Н, для описания этой зависимости вводят понятия дифференциальной, начальной и максимальной М. п. (см. Магнитная восприимчивость).

Лит.: ВонсовскийС. В,, Магнетизм, М., 1971. С. В. Вонсовский.

Смотреть что такое МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ в других словарях:

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией В и магнитным полем Н в веществе. Обозначается μ, у изотропных веществ μ= . смотреть

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

физич. величина, характеризующая изменение магнитной индукции В среды при воздействии магн. поля H. Обозначается m, у изотропных сред m=В/m0Н (. смотреть

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

относительная, безразмерная физ. величина, характеризующая связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля в в-ве (магнетике). М. п. и. смотреть

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

". Магнитная проницаемость - величина, характеризующая магнитные свойства вещества, скалярная для изотропного вещества и тензорная для анизотропного в. смотреть

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ вещества или среды (обозначается ?), характеризует связь между магнитной индукцией В и напряженностью магнитного поля Н в веществе (среде); ? = В/Н (в единицах СГС) или ? = В/(?oН) (в единицах СИ), где ?o - магнитная постоянная. Магнитная проницаемость связана с магнитной восприимчивостью соотношением ? = 1 + 4?? (в единицах СГС) или ? = 1 + ? (в единицах СИ).

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ вещества или среды (обозначается ?) - характеризует связь между магнитной индукцией В и напряженностью магнитного поля Н в веществе (среде); ? = В/Н (в единицах СГС) или ? = В/(?oН) (в единицах СИ), где ?o - Магнитная постоянная. Магнитная проницаемость связана с магнитной восприимчивостью соотношением ? = 1 + 4?? (в единицах СГС) или ? = 1 + ? (в единицах СИ).
. смотреть

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

- вещества или среды (обозначается ?) -характеризует связь между магнитной индукцией В и напряженностьюмагнитного поля Н в веществе (среде); ? = В/Н (в единицах СГС) или ? =В/(?oН) (в единицах СИ), где ?o - магнитная постоянная. Магнитнаяпроницаемость связана с магнитной восприимчивостью соотношением ? = 1 +4?? (в единицах СГС) или ? = 1 + ? (в единицах СИ). смотреть

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

1. Величина, характеризующая магнитные свойства вещества, скалярная для изотропного вещества и тензорная для анизотропного вещества, произведение которой на напряженность магнитного поля равно магнитной индукции Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002-2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий Телекоммуникационный словарь.2013. смотреть

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

magnetic capacity, magnetic conductivity, magnetic inductivity, mu, magnetic permeability, permeability* * *magnetic permeability

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

permeabilità (magnetica), costante f magnetica

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ, см. ПРОНИЦАЕМОСТЬ.

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

magnetische Durchlässigkeit, magnetische Leitfähigkeit, magnetische Permeabilität, Permeabilität

МАГНИ́ТНАЯ ПРОНИЦА́ЕМОСТЬ, без­раз­мер­ная фи­зи­че­ская ве­ли­чи­на $μ$ , ха­рак­те­ри­зую­щая маг­нит­ные свой­ст­ва ве­ще­ст­ва и по­ка­зы­ваю­щая (для од­но­род­но­го маг­не­ти­ка), во сколь­ко раз ин­дук­тив­ность не­ко­то­ро­го кон­ту­ра в ве­ще­ст­ве от­ли­ча­ет­ся от ин­дук­тив­но­сти то­го же кон­ту­ра в ва­куу­ме или же во сколь­ко раз маг­нит­ная ин­дук­ция $\boldsymbol B$ (вы­зван­ная од­ним и тем же то­ком) в ве­ще­ст­ве от­ли­ча­ет­ся от маг­нит­ной ин­дук­ции в ва­куу­ме: $\boldsymbol B = μ_0μ\boldsymbol H$ , где $μ_0=4π·10^$ Гн/м – маг­нит­ная по­сто­ян­ная, $\boldsymbol H$ – век­тор на­пря­жён­но­сти маг­нит­но­го по­ля. М. п. свя­за­на с маг­нит­ной вос­при­им­чи­во­стью $χ$ вы­ра­же­ни­ем $μ = 1+χ$ (в СИ) и $μ = 1+4πχ$ (в сис­те­ме еди­ниц СГС). Для ани­зо­троп­ных тел маг­нит­ная вос­при­им­чи­вость и М. п. яв­ля­ют­ся тен­зо­ра­ми, оп­ре­де­ляе­мы­ми в об­щем слу­чае тре­мя ска­ляр­ны­ми ве­ли­чи­на­ми. Для диа­маг­не­ти­ков и па­ра­маг­не­ти­ков М. п. близ­ка к 1, при этом для диа­маг­не­ти­ков М. п. мень­ше 1, для па­ра­маг­не­ти­ков – боль­ше 1. Для фер­ромаг­не­ти­ков М. п. зна­чи­тель­но пре­вы­ша­ет 1. В элек­тро­ди­на­мике М. п. ана­ло­гич­на ди­элек­т­ри­че­ской про­ни­цае­мо­сти $ε$ и сим­мет­рич­но с ней вхо­дит в ма­те­ри­аль­ные урав­не­ния, до­пол­няю­щие сис­те­му Мак­свел­ла урав­не­ний , оп­ре­де­ляя, в ча­ст­но­сти, по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния сре­ды $n=\sqrt$ .

Читайте также:

  
• Что любят носить подростки в россии на английском с переводом кратко
  
• Модель образовательной деятельности в коррекционной школе
  
• В чем состояло влияние региональных конфликтов на советско американские отношения кратко
  
• Что такое теплопроводность в химии определение кратко
  
• В чем основное различие между чумом и ярангой кратко