Qu'est-ce que la perméabilité relative?

La Perméabilité relative C'est la mesure de la capacité d'un certain matériau, d'être traversé par un flux - sans perdre ses caractéristiques -, par rapport à celle d'un autre matériau qui sert de référence. Il est calculé comme la raison entre la perméabilité du matériau à l'étude et celle du matériau référentiel. C'est donc un montant qui manque de dimensions.

Généralement, lorsque vous parlez de perméabilité, vous pensez à un débit de liquides, généralement de l'eau. Mais il existe également d'autres éléments capables de traverser des substances, par exemple des champs magnétiques. Dans ce cas, on parle de perméabilité magnétique et de Perméabilité magnétique relative.

Le nickel a une perméabilité magnétique relative élevée, donc les pièces sont fortement adhérées à l'aimant. Source: Pixabay.com.

La perméabilité des matériaux est une propriété très intéressante, quel que soit le type de flux qui les traverse. Grâce à cela, il est possible d'anticiper comment ces matériaux se comporteront dans des circonstances très variées.

Par exemple, la perméabilité du sol est très importante lors de la construction de structures telles que des drains, des trottoirs et plus. Même pour les cultures, la perméabilité du sol est pertinente.

Pour la vie, la perméabilité des membranes cellulaires permet à la cellule d'être sélective, en permettant aux substances nécessaires telles que les nutriments et en rejetant d'autres personnes qui peuvent être nocives.

Quant à la perméabilité relative magnétique, elle nous donne des informations sur la réponse des matériaux aux champs magnétiques causés par des aimants ou des fils avec le courant. De tels éléments abondent dans la technologie qui nous entoure, il vaut donc la peine d'investir quels effets sur les matériaux.

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Perméabilité magnétique relative

Une application très intéressante des ondes électromagnétiques consiste à faciliter la prospection de l'huile. Il est basé sur la connaissance de la quantité de vague capable de pénétrer le sous-sol avant d'être atténuée par elle.

Cela offre une bonne idée du type de roches qui sont dans un endroit donné, car chaque roche a une perméabilité magnétique différente, selon sa composition.

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Comme indiqué au début, à condition que nous parlions de Perméabilité relative, Le terme "relatif" nécessite de comparer l'ampleur en une question d'un certain matériau, avec celui d'un autre qui sert de référence.

Ceci est toujours applicable, qu'il s'agisse de perméabilité devant un liquide ou un champ magnétique.

Le vide est la perméabilité, car les ondes électromagnétiques n'ont aucun problème. C'est une bonne idée de le prendre comme valeur de référence pour trouver la perméabilité magnétique relative de tout matériau.

La perméabilité sous vide n'est autre que la constante bien connue de la loi biot-économise, qui sert à calculer le vecteur d'induction magnétique. Sa valeur est:

μ_soit = 4π . dix ^-7 T.M / A (Tesla . Metro / ampère).

Cette constante fait partie de la nature et est liée, avec l'allocation électrique, à la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide.

Pour trouver une perméabilité magnétique relative, la réponse magnétique d'un matériau en deux moyens différentes doit être comparée, dont l'une est le vide.

Dans le calcul de l'induction magnétique B À partir d'un fil dans un vide, il a été constaté que son ampleur est:

Où B C'est l'intensité du champ magnétique, Toi C'est l'intensité du courant et r C'est la distance radiale du fil. Si le fil est immergé dans un milieu différent, alors l'ampleur du champ sera:

Et perméabilité relative μ_r De ce médium, c'est le quotient entre b et b_soit: μ_r= B / b_soit. C'est une quantité sans dimension, comme on peut le voir.

Classification des matériaux en fonction de leur perméabilité magnétique relative

La perméabilité magnétique relative est une quantité sans dimension et positive, étant le rapport de deux quantités positives à son tour. N'oubliez pas que le module d'un vecteur est toujours supérieur à 0.

μ_r= B / b_soit = μ / μ_soit

μ = μ_r . μ_soit

Cette ampleur décrit quelle est la réponse magnétique d'un milieu par rapport à la réponse vide.

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Maintenant, la perméabilité magnétique relative peut être égale à 1, moins de 1 ou supérieure à 1. Cela dépend du matériau en question et aussi de la température.

• Évidemment oui μ_r= 1 Le médium est le vide.
• Si c'est moins de 1, c'est un matériau diamagnétique
• S'il est supérieur à 1, mais pas beaucoup, le matériau est paramagnétique
• Et s'il est bien supérieur à 1, le matériau est ferromagnétique.

La température joue un rôle important dans la perméabilité magnétique d'un matériau. En fait, cette valeur n'est pas toujours constante. En augmentant la température d'un matériau, il désordre en interne, donc sa réponse magnétique diminue.

Matériaux diamagnétiques et paramagnétiques

Les matériaux diamagnétique Ils répondent négativement aux champs magnétiques et les repoussent. Michael Faraday (1791-1867) a découvert cette propriété en 1846, lorsqu'il a découvert qu'un morceau de bismuth était repoussé par l'un des pôles d'un aimant.

D'une manière ou d'une autre, le champ magnétique de l'aimant induit un champ dans la direction opposée dans le bismuth. Cependant, cette propriété n'est pas exclusive à cet élément. Tous les matériaux l'ont dans une certaine mesure.

Il est possible de démontrer que la magnétisation nette dans un matériau diamagnétique dépend des caractéristiques de l'électron. Et l'électron fait partie des atomes de tout matériau, afin que tout le monde puisse avoir une réponse diamagnétique à un moment donné.

L'eau, les gaz nobles, l'or, le cuivre et bien d'autres, sont des matériaux diamagnétiques.

D'un autre côté les matériaux paramagnétique Ils ont leur propre magnétisation. C'est pourquoi ils peuvent répondre positivement au champ magnétique d'un aimant, par exemple. Ils ont une perméabilité magnétique similaire à la valeur de μ_soit.

Près d'un aimant, ils peuvent également magnétiser et devenir des aimants seuls, mais cet effet disparaît lorsque l'aimant réel du voisinage est retiré. L'aluminium et le magnésium sont des exemples de matériaux paramagnétiques.

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Matériaux vraiment magnétiques: le ferromagnétisme

Les substances paramagnétiques sont de nature la plus abondante. Mais il y a des matériaux qui sont facilement attirés par les aimants permanents.

Ils sont capables d'acquérir une magnétisation pour eux-mêmes. C'est le fer, le nickel, le cobalt et les terres rares telles que le gadolinio et le disposium. De plus, certains alliages et composés entre ceux-ci et d'autres minéraux sont appelés matériaux Ferromagnétique.

Ce type de matériau subit une réponse magnétique très intense à un champ magnétique externe, comme un aimant, par exemple. C'est pourquoi les pièces de nickel s'en tiennent aux aimants de barre. Et à son tour, les aimants de la barre adhèrent aux réfrigérateurs.

La perméabilité magnétique relative des matériaux ferromagnétiques est bien supérieure à 1. À l'intérieur, ils ont de petits aimants appelés Dipôles magnétiques. Lorsque ces dipôles magnétiques sont alignés, ils intensifient l'effet magnétique à l'intérieur des matériaux ferromagnétiques.

Lorsque ces dipôles magnétiques sont en présence d'un champ externe, ils s'alignent rapidement avec cela et le matériau adhère à l'aimant. Bien que le champ externe soit supposé, s'éloignant, reste une magnétisation restante à l'intérieur du matériau.

Les températures élevées provoquent un trouble interne dans toutes les substances, produisant ce qu'on appelle "l'agitation thermique". Avec la chaleur, les dipôles magnétiques perdent leur alignement et l'effet magnétique disparaît.

La température de Curie est la température pour laquelle l'effet magnétique disparaît complètement d'un matériau. À cette valeur critique, les substances ferromagnétiques sont transformées en paramagnétique.

Les dispositifs de stockage de données, tels que les bandes magnétiques et les souvenirs magnétiques, utilisent le ferromagnétisme. De même, avec ces matériaux, les aimants à haute intensité sont fabriqués avec de nombreuses utilisations dans la recherche.

Les références

1. Tipler, P., Mouche g. (2003). Physique pour la science et la technologie, volume 2.  Rééditorial. P. 810-821.
2. Zapata, f. (2003). Étude des minéralogies associées au puits d'huile de Guafita 8x appartenant au Guafita Campo (État d'Apure) par des mesures de la sensibilité magnétique et de Mossbauer. Thèse de diplôme. Université centrale du Venezuela.