De relatieve doorlatendheid Het is de maat voor het vermogen van een bepaald materiaal om door een stroom te worden doorlopen - zonder zijn eigenschappen te verliezen - ten opzichte van dat van een ander materiaal dat als referentie dient. Het wordt berekend als de verhouding tussen de doorlaatbaarheid van het onderzochte materiaal en die van het referentiemateriaal. Daarom is het een hoeveelheid die afmetingen mist.
Over het algemeen denken we bij doorlaatbaarheid aan een vloeistofstroom, meestal water. Maar er zijn ook andere elementen die door stoffen kunnen, bijvoorbeeld magnetische velden. In dit geval spreken we van magnetische permeabiliteit en van relatieve magnetische permeabiliteit.
De doorlaatbaarheid van materialen is een zeer interessante eigenschap, ongeacht het type stroming dat er doorheen gaat. Hierdoor is het mogelijk om te anticiperen op hoe deze materialen zich onder zeer uiteenlopende omstandigheden zullen gedragen..
De doorlaatbaarheid van bodems is bijvoorbeeld erg belangrijk bij het bouwen van constructies zoals afvoeren, trottoirs en meer. Zelfs voor gewassen is de doorlaatbaarheid van de bodem relevant.
Door de permeabiliteit van celmembranen kan de cel levenslang selectief zijn, door noodzakelijke stoffen zoals voedingsstoffen door te laten en andere die schadelijk kunnen zijn, af te wijzen..
Met betrekking tot de relatieve magnetische permeabiliteit geeft het ons informatie over de reactie van materialen op magnetische velden veroorzaakt door magneten of spanningvoerende draden. Dergelijke elementen zijn in overvloed aanwezig in de technologie die ons omringt, dus het is de moeite waard om te onderzoeken welke effecten ze hebben op materialen.
Artikel index
Een zeer interessante toepassing van elektromagnetische golven is om het zoeken naar olie te vergemakkelijken. Het is gebaseerd op het weten hoeveel de golf in staat is om de ondergrond te penetreren voordat hij erdoor wordt verzwakt..
Dit geeft een goed idee van het soort gesteente dat zich op een bepaalde plaats bevindt, aangezien elk gesteente een andere relatieve magnetische permeabiliteit heeft, afhankelijk van de samenstelling..
Zoals in het begin gezegd, wanneer je het maar over hebt relatieve doorlatendheid, de term "relatief" vereist dat de grootte in kwestie van een bepaald materiaal wordt vergeleken met die van een ander materiaal dat als referentie dient.
Dit is altijd van toepassing, ongeacht of het gaat om doorlaatbaarheid voor een vloeistof of voor een magnetisch veld..
Het vacuüm is doorlaatbaar, omdat elektromagnetische golven daar geen probleem mee hebben. Het is een goed idee om dit als referentiewaarde te nemen om de relatieve magnetische permeabiliteit van welk materiaal dan ook te vinden..
De doorlaatbaarheid van het vacuüm is niets anders dan de bekende constante van de wet van Biot-Savart, die wordt gebruikt om de magnetische inductievector te berekenen. De waarde is:
μof = 4π. 10 -7 T.m / A (Tesla. Meter / ampère).
Deze constante maakt deel uit van de natuur en is, samen met de elektrische permittiviteit, gekoppeld aan de waarde van de lichtsnelheid in vacuüm.
Om de relatieve magnetische permeabiliteit te vinden, moet je de magnetische respons van een materiaal in twee verschillende media vergelijken, waarvan er één vacuüm is..
Bij het berekenen van magnetische inductie B van een draad in vacuüm, de omvang bleek te zijn:
En de relatieve permeabiliteit μr van genoemd medium, is het quotiënt tussen B en Bof μr= B / Bof. Het is een dimensieloze hoeveelheid, zoals je kunt zien.
Relatieve magnetische permeabiliteit is een dimensieloze en positieve grootheid, zijnde het quotiënt van twee positieve grootheden. Onthoud dat de modulus van een vector altijd groter is dan 0.
μr= B / Bof μ / μof
μ = μr . μof
Deze grootte beschrijft hoe de magnetische respons van een medium wordt vergeleken met de respons in een vacuüm..
Nu kan de relatieve magnetische permeabiliteit gelijk zijn aan 1, kleiner dan 1 of groter dan 1. Dat hangt af van het materiaal in kwestie en ook van de temperatuur..
Temperatuur speelt een belangrijke rol bij de magnetische permeabiliteit van een materiaal. In feite is deze waarde niet altijd constant. Naarmate de temperatuur van een materiaal toeneemt, raakt het inwendig ontregeld, waardoor de magnetische respons afneemt.
De materialen diamagnetisch ze reageren negatief op magnetische velden en stoten ze af. Michael Faraday (1791-1867) ontdekte deze eigenschap in 1846, toen hij ontdekte dat een stuk bismut werd afgestoten door een van de polen van een magneet..
Op de een of andere manier induceert het magnetische veld van de magneet een veld in de tegenovergestelde richting binnen het bismut. Deze eigenschap is echter niet exclusief voor dit element. Alle materialen hebben het tot op zekere hoogte.
Het is mogelijk om aan te tonen dat de netto magnetisatie in een diamagnetisch materiaal afhangt van de eigenschappen van het elektron. En het elektron maakt deel uit van de atomen van welk materiaal dan ook, daarom kunnen ze allemaal op een gegeven moment een diamagnetische respons hebben.
Water, edelgassen, goud, koper en nog veel meer zijn diamagnetische materialen.
In plaats daarvan de materialen paramagnetisch ze hebben een eigen magnetisatie. Daarom kunnen ze positief reageren op het magnetische veld van bijvoorbeeld een magneet. Ze hebben een magnetische permeabiliteit die de waarde van μ benadertof.
In de buurt van een magneet kunnen ze ook gemagnetiseerd worden en op zichzelf magneten worden, maar dit effect verdwijnt wanneer de echte magneet uit de buurt wordt verwijderd. Aluminium en magnesium zijn voorbeelden van paramagnetische materialen.
Paramagnetische stoffen komen het meest voor in de natuur. Maar er zijn materialen die gemakkelijk worden aangetrokken door permanente magneten..
Ze zijn in staat om zelf magnetisatie te verwerven. Dit zijn ijzer, nikkel, kobalt en zeldzame aarden zoals gadolinium en dysprosium. Bovendien staan sommige legeringen en verbindingen tussen deze en andere mineralen bekend als materialen. ferromagnetisch.
Dit type materiaal ondervindt een zeer sterke magnetische reactie op een extern magnetisch veld, zoals bijvoorbeeld een magneet. Daarom plakken nikkelmunten aan staafmagneten. En op hun beurt blijven de staafmagneten aan de koelers plakken.
De relatieve magnetische permeabiliteit van ferromagnetische materialen is veel hoger dan 1. Binnenin hebben ze kleine magneetjes genoemd magnetische dipolen. Terwijl deze magnetische dipolen uitgelijnd zijn, versterken ze het magnetische effect in ferromagnetische materialen..
Wanneer deze magnetische dipolen in de aanwezigheid van een extern veld staan, komen ze er snel naast en kleeft het materiaal aan de magneet. Hoewel het externe veld wordt onderdrukt, waardoor de magneet weg wordt bewogen, blijft er een remanente magnetisatie in het materiaal achter.
Hoge temperaturen veroorzaken interne wanorde in alle substanties, waardoor zogenaamde "thermische agitatie" ontstaat. Met warmte verliezen de magnetische dipolen hun uitlijning en verdwijnt het magnetische effect geleidelijk..
De Curietemperatuur is de temperatuur waarbij het magnetische effect volledig uit een materiaal verdwijnt. Bij deze kritische waarde worden ferromagnetische stoffen paramagnetisch.
Apparaten voor het opslaan van gegevens, zoals magneetbanden en magnetische geheugens, maken gebruik van ferromagnetisme. Ook met deze materialen worden magneten met hoge intensiteit vervaardigd met veel toepassingen in onderzoek.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.