Často premýšľame o tom, ako magnety priťahujú kovové predmety. Nie sú to nič iné ako zázraky v reálnom živote, najmä transformátory a ako poháňajú naše zariadenia. Všetky zariadenia, ktoré používame, sú jedným z týchto magnetov magnetov, ktoré nazývame magnetickou priepustnosťou. Je to čistý koncept, ktorý je srdcom mnohých veľkých spoločností, ako je elektromagnetizmus, elektronika a materiálová veda.
Ak si myslíte, že tu dostanete nejakú nudnú prednášku fyziky, nebojte sa, ukážeme vám, čo je magnetická priepustnosť jednoduchým a zábavným spôsobom. Či už ste študent alebo si len niečo naučíte, nájdete tu, ako funguje skutočný svet.
Jednoducho povedané, čo je magnetická priepustnosť?
Magnetická priepustnosť je, ako ľahko sa môže akýkoľvek materiál zmeniť na iný magnet alebo sa magnetizovať. Nebuď príliš veľa učiteľa fyziky, ale povie vám, ako čokoľvek môže viesť magnetické línie sily.
Musíte byť oboznámení s elektrickou vodivosťou, čo hovorí, ako ľahko prechádza elektrina cez akýkoľvek drôt. Podobne magnetická permeabilita ukazuje, ako sa môže cez materiál obrátiť okolo magnetického poľa.
Takže teraz, ak umiestnite materiál v blízkosti magnetického poľa, čo sa stane? Nejaké odhady? Bude existovať vysoká priepustnosť, iba ak v prípade, koľko materiálu podporuje toto pole. Ak sa materiál zdráha ísť do poľa, potom bude menej a menej priepustnosť.
Dúfame, že zatiaľ poznáte koncept magnetickej priepustnosti. Aj keď ste to neurobili, nebojte sa. Budete vedieť, keď začneme hovoriť o intervale magnetickej priepustnosti.
Príklady magnetickej priepustnosti
Poďme teda oživiť magnetickú priepustnosť a dozvieme sa, ako to funguje.
Železo sa drží magnetu:Povedzme, že na chvíľu je v jednej ruke železný klinec a magnet v druhej. Keď ich pomaly spojíte, budete cítiť silu príťažlivosti na vašich rukách, kde magnet priťahuje klinec železa na seba. Teraz to znamená, že existuje vysoká magnetická priepustnosť, ktorá silne reaguje na vysoké magnetické polia.
Drevo a magnety:A čo drevo? Stretli ste sa niekedy s drevom, ktorý sa prilepil na magnet? Samozrejme nie. Lesy nemajú magnetickú priepustnosť v porovnaní s kovovými železom alebo oceľou.
Poznámka: Najlepším príkladom magnetickej priepustnosti je transformátor. Transformátorové jadrá sú vyrobené zo špeciálnych ocelí s najvyššou priepustnosťou, ktoré dokonale fungujú v magnetických poliach na splnení svojich aplikácií.
Či sa teda magnet niečo drží alebo nie, nejde o magnet; Je to o tom, či to niečo prechádza magnetickými poliami alebo nie.
Čo hovorí veda o magnetickej priepustnosti?
Teraz poďme k vedeckým perspektívam. Sľubujem vám, že to nebude vôbec nudné.
Keď hovoríme o priepustnosti niečoho alebo materiálu, odvodzuje sa od rovnice, ktorá hovorí:μ=H/B
● Tu μ (MU) sa vzťahuje na magnetickú priepustnosť.
● B sa vzťahuje na hustotu magnetického toku, ktorá ukazuje, aké silné magnetické polia sú okolo materiálu.
● H sa týka sily magnetického poľa, čo je magnetické pole aplikované zvonku a to, aké silné je.
Aký je rozdiel medzi absolútnou priepustnosťou a relatívnou priepustnosťou?
Existujú dva typy priepustnosti.
Absolútna priepustnosť:Je to hodnota priepustnosti, ktorú používame, keď je k dispozícii konkrétny materiál. Jeho symbolom je „μ“.
Relatívna priepustnosť:Teraz hovorte o relatívnej priepustnosti, ktorá bude trochu ťažká, ale nebojte sa. Porovnáva priepustnosť niečoho vo voľnom priestore; Môžeme povedať, že vákuum má priepustnosť z hľadiska rovnice: μ 0=4 π × 10^7 h/m
Takže relatívna priepustnosť bude: μr=μ/μo
Ak existuje materiál s μᵣ> 1, bude to predstavovať, že má lepšie magnetické pole, ktoré sa tiež nazýva feromagnetické. Ak μᵣ <1, potom vykazuje slabé alebo menej magnetické pole, ktoré je známe ako diamagnetické.
Typy magnetických materiálov založených na priepustnosti
Teraz je tu interval, kde uvidíte všetko, čo je zaujímavé. Hovorte o materiáloch, potom reagujú inak na magnetické polia v závislosti od ich priepustnosti. Ak ich rozdelíme na rôzne časti, budete vedieť, ako fungujú.
1. Feromagnetické materiály
Feromagnetické materiály sú veľmi časté a majú veľmi vysokú relatívnu priepustnosť. Takýto materiál silne priťahuje v magnetických poliach a pri odstraňovaní poľa sa môže dokonca na chvíľu prispôsobiť magnetizmu.
Príklady: Zahŕňa železo, nikel, kobalt a ďalšie.
2. Paramagnetické materiály
Paramagnetické materiály sú čiastočne priťahované skôr na magnetické polia ako silne. Takýto materiál pri odstraňovaní poľa neudržiava ani neprijíma magnetizmus. Ich relatívna priepustnosť sa stáva o niečo viac ako 1.
Príklady: Medzi hliník, platinu, horčík atď.
3. Diamagnetické materiály
Takýto typ materiálu je mierne odrazený skôr magnetickým poľom, než ho priťahuje. Jeho relatívna priepustnosť je o niečo nižšia ako 1, čo vysvetľuje, prečo je odpudzovaný magnetickými poliami.
Príklady: meď, bizmut, voda a ďalšie.
Dôležitosť magnetickej priepustnosti
Hovoriť o metamerickej permeabilite nie je len prednáška v triede fyziky; Je to doslovný príklad toho, ako funguje moderná technológia. Tu zistite, ako používame magnetickú priepustnosť vVšetko, čo používame denne.
Elektrické motory a transformátory
Magnetická priepustnosť sa používa v transformátoroch a elektrické motory dôkladne závisia od magnetických polí na výrobu a prenos energie. Materiály použité v týchto systémoch majú vysokú priepustnosť, umožňujú lepší prenos energie a v dôsledku toho znižujú stratu energie a tepelné straty.
Tienenie pred vonkajšími magnetickými poľami
Niektorí inžinieri používajú materiály s menšou priepustnosťou, napríklad skenery MRI kozmickej lode. Takéto materiály sa používajú na ochranu komponentov pred ktorýmkoľvek z vonkajších magnetických polí.
Zariadenia na ukladanie údajov
Používame magnetické pásky a pevné disky; Všetky tieto materiály sú feromagnetické materiály. Používajú sa na ukladanie alebo ukladanie údajov.
Použitie elektromagnetov
Elektromagnety majú veľa použití, napríklad v žeriavoch a skeneroch magnetického trans -zobrazovania (MRI). Elektromagnetizmus funguje na materiáloch, ktoré prenikajú do magnetických polí z dôvodu ich vysokej priepustnosti.
Priepustnosť nie je vždy konštantná
Teraz je tu ďalší zvrat, ktorým musíte porozumieť. Niektoré faktory môžu spôsobiť nabíjanie magnetickej priepustnosti. Aby som to lepšie pochopil, dajte mi vedieť, aké sú tieto faktory.
Magnetická saturácia
Existuje rozdiel v saturácii: koľko materiálu môže brať magnetický tok. Ak sa železo, ktoré je vysoko priepustným materiálom, aplikuje na magnetické pole, bude nasýtená, ale nebude brať magnetický tok.
Je to ako špongia, keď je namočená vo vode. Koľko to môže držať? Čo najviac.
Teplotné rozdiely
Teplota ovplyvňuje priepustnosť.
● Ak zahrievate feromagnetické materiály, ich priepustnosť sa môže znížiť.
● Podobne, pri teplote Curie, koniec stratí všetky svoje magnetické vlastnosti a už nereaguje na magnetické pole.
Frekvenčný rozdiel
Ak niečo používa striedavý prúd, napríklad transformátory, priepustnosť môže mať rôzne frekvencie. Takéto prípady vedú k niektorým základným stratám, ktoré inžinieri stále pracujú na riadení.
Zábavné fakty o magnetickej priepustnosti
Teraz, dosť z rovníc a všetkej robotickej vedy, predstavme vám zábavnú časť magnetickej priepustnosti.
● Ak hovoríme o vákuu, má základnú priepustnosť. To znamená, že prázdne priestory umožňujú prejsť magnetické polia, vďaka čomu je priepustnosť univerzálna konštanta.
● Niektoré materiály plávajú v magnetickom poli. Rovnako ako bizmut a grafit, môžu levitovať v silných magnetických poliach kvôli diamagnetizmu.
● Už ste niekedy premýšľali, ako chránia kozmické lode alebo laboratórne nástroje z Magnetického poľa Zeme? Používajú Mu-metals, ktoré majú extrémne vysokú priepustnosť, na udržanie rovnováhy a zachránenie ich pred magnetickým poľom Zeme.
● Magnetické pole Zeme generuje obrovská feromagnetická guľa v jadre Zeme.
Často
Sú magnetická priepustnosť a magnetizmus to isté?
Nie, nie sú. Magnetizmus je všeobecnejšou vlastnosťou; Permeabilita je merateľná pomocou svojej rovnice, ktorá ukazuje, ako materiál reaguje na magnetické pole.
Môžeme zmeniť priepustnosť materiálu?
Áno, môžete zmeniť priepustnosť materiálu. Všetko, čo musíte urobiť, je uplatniť tie faktory, ktoré ovplyvňujú priepustnosť. Rovnako ako nanášanie tepla, stresu, zmena jeho tvaru a ďalšie.
Prečo je priepustnosť taká dôležitá pre inžinierov?
Jedným z dôvodov priepustnosti je veľmi dôležité, pretože je jadrom niektorých dôležitých strojov, ako sú transformátory, senzory a čokoľvek iné, čo používa proces elektromagnetizmu. V takýchto prípadoch inžinieri používajú správne priepustné materiály, zvyšujú svoju účinnosť a zabránia odpadu.
Záver
Magnetická priepustnosť znie ako nudná vedecká téma, ale je to veľmi zaujímavé. Čo je zaujímavejšie, je jeho úloha v našom každodennom živote. Používame nabíjačku, ktorá poháňa naše telefóny, skenery MRI v nemocniciach a dokonca aj magnetické polia Zeme. Všetky tieto vysvetľujú, prečo je magnetická priepustnosť pre nás taká dôležitá. Takže všetky tieto vedomosti teraz odpovedajú na vašu otázku: „Čo je magnetická priepustnosť?“
