Permeabilidad, Explicación, La permeabilidad relativa y la susceptibilidad magnética, Diamagnetism, Paramagnetismo, Gyromagnetism, Los valores para algunos materiales comunes, Permeabilidad Complex

En electromagnetismo, la permeabilidad es la medida de la capacidad de un material para

apoyar la formación de un campo magnético dentro de sí mismo. En otras palabras, es el

grado de magnetización de un material que se obtiene en respuesta a un campo magnético

aplicado. La permeabilidad magnética es típicamente representado por la letra griega. El

término fue acuñado en septiembre de 1885 por Oliver Heaviside. El recíproco de la

permeabilidad magnética es reluctivity magnética.

En las unidades del SI, la permeabilidad se mide en henrios por metro o newton por amperios

al cuadrado. La constante de permeabilidad, también conocida como la constante magnética o

la permeabilidad del espacio libre, es una medida de la cantidad de resistencia que se

encuentra cuando se forma un campo magnético en el vacío clásica. La constante magnética

tiene el valor exacto 0 = 4p10-7-1 1,256637061410-6 Hm Hm-1 o NA-2).

Una propiedad estrechamente relacionado de materiales es la susceptibilidad magnética, que

es una medida de la magnetización de un material, además de la magnetización del espacio

ocupado por el material.

Explicación

En electromagnetismo, el campo magnético H auxiliar representa cómo un campo magnético

B influye en la organización de los dipolos magnéticos en un medio dado, incluyendo la

migración y la reorientación dipolo dipolo magnético. Su relación con la permeabilidad es

donde la permeabilidad,, es un escalar si el medio es isótropo o un tensor de segundo rango

para un medio anisotrópico.

En general, la permeabilidad no es una constante, ya que puede variar con la posición en el

medio, la frecuencia del campo aplicado, la humedad, la temperatura, y otros parámetros. En

un medio no lineal, la permeabilidad puede depender de la fuerza del campo magnético.

Permeabilidad en función de la frecuencia puede tomar valores reales o complejos. En los

materiales ferromagnéticos, la relación entre B y H exhibe tanto no linealidad y la histéresis: B

no es una función de un solo valor de H, pero depende también de la historia del material.

Para estos materiales a veces es útil tener en cuenta la permeabilidad incrementales se define

como

Esta definición es útil en linearizaciones locales de comportamiento del material no lineal, por

ejemplo, en un iterativo de Newton-Raphson esquema de solución que calcula la saturación

cambiando de un circuito magnético.

La permeabilidad es la inductancia por unidad de longitud. En las unidades del SI, la

permeabilidad se mide en henrios por metro = N A-2). El campo magnético H auxiliar tiene

dimensiones actuales por unidad de longitud y se mide en unidades de amperios por metro. El

producto de H tiene dimensiones actuales por unidad de área tiempos de inductancia. Pero

inductancia es flujo magnético por unidad de corriente, por lo que el producto tiene unas

dimensiones de flujo magnético por unidad de área. Esto es sólo el campo magnético B, que

se mide en weber por metro cuadrado, o teslas.

B está relacionado con la fuerza de Lorentz en una carga q en movimiento:

La carga q se da en culombios, la velocidad v en metros por segundo, de modo que la fuerza

F es en newtons:

H está relacionada con la densidad de dipolo magnético. Un dipolo magnético es una

circulación cerrada de la corriente eléctrica. El momento dipolar tiene dimensiones que

actualmente tiene tiempos, unidades de amperios metros cuadrados, y la magnitud igual a la

actual en torno a los tiempos de bucle del área del bucle. El campo H a una distancia de un

dipolo tiene magnitud proporcional al momento dipolar dividido por la distancia al cubo, que

tiene dimensiones de corriente por unidad de longitud.

La permeabilidad relativa y la susceptibilidad magnética

Permeabilidad relativa, a veces denotado por el símbolo R, es la relación de la permeabilidad

de un medio específico a la permeabilidad del espacio libre, 0:

donde 0 = 4p 10-7 N A-2. En cuanto a la permeabilidad relativa, la susceptibilidad magnética

es

? M, una cantidad sin dimensiones, a veces se llama la susceptibilidad volumétrica o mayor,

para distinguirlo de? P y? M.

Diamagnetism

Diamagnetismo es la propiedad de un objeto que hace que se cree un campo magnético en

oposición de un campo magnético aplicado externamente, causando así un efecto repulsivo.

En concreto, un campo magnético externo altera la velocidad orbital de electrones alrededor

de sus núcleos, cambiando así el momento dipolar magnético en la dirección opuesta al

campo externo. Diamagnets son materiales con una permeabilidad magnética inferior.

Por consiguiente, diamagnetismo es una forma de magnetismo que una sustancia presenta

sólo en la presencia de un campo magnético aplicado externamente. En general, es un efecto

muy débil en la mayoría de los materiales, aunque superconductores exhiben un efecto fuerte.

Paramagnetismo

El paramagnetismo es una forma de magnetismo que sólo se produce en presencia de un

campo magnético aplicado externamente. Los materiales paramagnéticos son atraídos a los

campos magnéticos, por lo tanto, tener una permeabilidad magnética relativa mayor que uno.

El momento magnético inducido por el campo aplicado es lineal en la intensidad de campo y

más bien débil. Se requiere típicamente una balanza analítica sensible para detectar el efecto.

A diferencia de ferromagnetos, paramagnetos no conservan ninguna magnetización en

ausencia de un campo magnético aplicado externamente, porque el movimiento térmico hace

que los giros a convertirse orientadas al azar sin ella. Así, el total de magnetización se

reducirá a cero cuando se elimina el campo aplicado. Incluso en la presencia del campo sólo

hay una pequeña magnetización inducida debido a que sólo una pequeña fracción de los

espines se orientará por el campo. Esta fracción es proporcional a la intensidad de campo y

esto explica la dependencia lineal. La atracción experimentada por ferromagnetos es no lineal

y mucho más fuerte, de modo que se observa fácilmente, por ejemplo, en imanes en nevera

de uno.

Gyromagnetism

Para los medios de comunicación giromagnéticos la respuesta de la permeabilidad magnética

de un campo electromagnético alterno en el dominio de la frecuencia de microondas se trata

como un tensor no diagonal expresada por:

Los valores para algunos materiales comunes

En la siguiente tabla se debe utilizar con precaución, ya que la permeabilidad de los

materiales ferromagnéticos varía enormemente con la intensidad de campo. Por ejemplo

acero 4% de Si tiene una permeabilidad relativa inicial de 2.000 y un máximo de 35.000 y, de

hecho, la permeabilidad relativa de cualquier material con una intensidad de campo

suficientemente alta tiende a 1.

Un buen material de núcleo magnético debe tener una alta permeabilidad.

Para levitación magnética pasiva se necesita una permeabilidad relativa por debajo de 1.

La permeabilidad varía con el campo magnético. Los valores indicados son aproximados y

válidos sólo en los campos magnéticos que se muestran. Por otra parte, se les da para una

frecuencia cero, en la práctica, la permeabilidad es generalmente una función de la frecuencia.

Cuando se considera la frecuencia de la permeabilidad puede ser complejo, que corresponde

a la en fase y fuera de fase de la respuesta.

Tenga en cuenta que la constante magnética tiene un valor exacto en unidades del SI, porque

la definición de los amperios fija su valor a 4p 10-7 H/m exactamente.

Permeabilidad Complex

Una herramienta útil para hacer frente a los efectos magnéticos de alta frecuencia es el

complejo de la permeabilidad. Mientras que a bajas frecuencias en un material lineal del

campo magnético y el campo magnético auxiliar son simplemente proporcionales entre sí a

través de cierta permeabilidad escalar, a altas frecuencias estas cantidades serán reaccionan

entre sí con cierto retraso. Estos campos se pueden escribir como fasores, de tal manera que

¿dónde está el desfase de entre. La comprensión de la permeabilidad como la relación entre

el campo magnético para el campo magnético auxiliar, la relación de los fasores se puede

escribir y simplifica como se

por lo que la permeabilidad se convierte en un número complejo. Por la fórmula de Euler, el

complejo de la permeabilidad se puede traducir a partir de polar a la forma rectangular,

La relación de la imaginaria de la parte real de la permeabilidad compleja se llama la tangente

de pérdida,

que proporciona una medida de cuánto se pierde la alimentación en un material comparación

con la cantidad que se almacena.