Tính thấm từ tính (mu) là gì

Qua nhiều năm thực hành kỹ thuật, chúng tôi biết rằng độ tự cảm của cuộn dây phụ thuộc nhiều vào đặc điểm của môi trường đặt cuộn dây. Nếu một lõi sắt từ được thêm vào một cuộn dây đồng có độ tự cảm L0 đã biết, thì trong các trường hợp khác trước đó, dòng điện tự cảm ứng (dòng điện đóng và mở thêm) trong cuộn dây này sẽ tăng lên nhiều lần, thí nghiệm sẽ xác nhận điều gì sẽ xảy ra. tăng nhiều lần độ tự cảmmà bây giờ sẽ bằng L.

quan sát thí nghiệm

Chúng ta hãy giả sử rằng môi trường, chất lấp đầy không gian bên trong và xung quanh cuộn dây được mô tả, là đồng nhất và được tạo ra bởi dòng điện chạy qua dây dẫn của nó, từ trường chỉ nằm trong khu vực cụ thể này mà không vượt ra ngoài biên giới của nó.

Nếu cuộn dây có dạng hình xuyến, dạng vòng kín, thì môi trường này cùng với trường sẽ chỉ tập trung trong thể tích của cuộn dây, vì thực tế không có từ trường bên ngoài hình xuyến.Vị trí này cũng có giá trị đối với một cuộn dây dài - một cuộn dây điện từ, trong đó tất cả các đường sức từ cũng tập trung bên trong - dọc theo trục.

Ví dụ, giả sử độ tự cảm của một số mạch hoặc cuộn dây không lõi trong chân không bằng L0. Sau đó, đối với cùng một cuộn dây, nhưng đã ở trong một chất đồng nhất lấp đầy không gian có các đường sức từ của một cuộn dây nhất định, đặt độ tự cảm là L. Trong trường hợp này, hóa ra tỷ lệ L / L0 không là gì ngoài độ thấm từ tương đối của chất được chỉ định (đôi khi chỉ được gọi là "độ thấm từ").

Rõ ràng là: độ từ thẩm là đại lượng đặc trưng cho tính chất từ ​​của một chất nhất định. Thường thì điều này phụ thuộc vào trạng thái của vật chất (và các điều kiện môi trường như nhiệt độ và áp suất) và bản chất của nó.

Hiểu thuật ngữ

Việc đưa ra thuật ngữ «độ thấm từ» liên quan đến một chất trong từ trường cũng tương tự như việc đưa ra thuật ngữ «hằng số điện môi» cho một chất trong điện trường.

Giá trị của độ thấm từ, được xác định theo công thức L / L0 ở trên, cũng có thể được biểu thị bằng tỷ lệ giữa độ thấm từ tuyệt đối của một chất nhất định và khoảng trống tuyệt đối (chân không).

Dễ thấy: độ từ thẩm tương đối (hay còn gọi là độ từ thẩm) là một đại lượng không thứ nguyên. Nhưng độ thẩm từ tuyệt đối — có thứ nguyên Hn / m, giống như độ thẩm từ (tuyệt đối!) của chân không (đây là hằng số từ).

Trên thực tế, chúng ta thấy rằng môi trường (từ tính) ảnh hưởng đến độ tự cảm của mạch và điều này cho thấy rõ ràng rằng sự thay đổi của môi trường dẫn đến sự thay đổi của từ thông Φ xuyên qua mạch và do đó dẫn đến sự thay đổi của cảm ứng B , áp dụng cho mỗi điểm của từ trường.

Ý nghĩa vật lý của quan sát này là đối với cùng một dòng điện cuộn dây (ở cùng cường độ từ H), cảm ứng từ trường của nó sẽ lớn hơn một số lần nhất định (trong một số trường hợp ít hơn) trong một chất có độ từ thẩm mu hơn trong chân không đầy đủ.

Đó là cách này bởi vì môi trường được từ hóa, và bản thân nó bắt đầu có từ trường.Các chất có thể bị từ hóa theo cách này được gọi là nam châm.

Đơn vị đo độ thấm từ tuyệt đối là 1 H / m (henry trên mét hoặc newton trên ampe bình phương), nghĩa là, đó là độ từ thẩm của môi trường đó ở điện áp từ trường H 1 A / m , a cảm ứng từ của 1 xảy ra T .

Bức tranh vật lý của hiện tượng

Từ những điều trên, rõ ràng là các chất khác nhau (nam châm) bị từ hóa dưới tác động của từ trường của vòng hiện tại và kết quả là thu được một từ trường, là tổng của các từ trường - từ trường của môi trường bị từ hóa cộng với vòng dòng điện, đó là lý do tại sao nó khác về độ lớn so với các mạch trường chỉ có dòng điện mà không có môi trường. Lý do cho sự từ hóa của nam châm nằm ở sự tồn tại của các dòng điện nhỏ nhất trong mỗi nguyên tử của chúng.

Theo giá trị của độ thấm từ, các chất được phân loại thành nghịch từ (ít hơn một - bị từ hóa đối với trường ứng dụng), thuận từ (nhiều hơn một - bị từ hóa theo hướng của trường ứng dụng) và sắt từ (nhiều hơn một). - từ hóa và có từ hóa sau khi tắt từ trường đặt vào).

Sắt từ được đặc trưng bởi trễdo đó, khái niệm "độ thấm từ" ở dạng nguyên chất không thể áp dụng cho sắt từ, nhưng trong một phạm vi từ hóa nhất định, theo một số phép tính gần đúng, có thể phân biệt một phần tuyến tính của đường cong từ hóa, nhờ đó có thể tính được tính thấm từ.

Trong chất siêu dẫn, độ từ thẩm bằng 0 (vì từ trường bị dịch chuyển hoàn toàn bởi thể tích của chúng) và độ từ thẩm tuyệt đối của không khí gần như bằng mu chân không (đọc hằng số từ). Đối với không khí, mu lớn hơn 1 một chút.