Mēs bieži domājam par to, kā magnēti piesaista metāla priekšmetus. Tie ir ne mazāk kā reālās dzīves brīnumi, īpaši transformatori un kā tie darbina mūsu ierīces. Visas ierīces, kuras mēs izmantojam, ir viens no šiem magnētu magnētiem, kurus mēs saucam par magnētisko caurlaidību. Tas ir tīrs jēdziens, kas ir daudzu lielo uzņēmumu sirds, piemēram, elektromagnētisms, elektronika un materiālās zinātnes.
Ja domājat, ka šeit iegūsit garlaicīgu fizikas lekciju, neuztraucieties, mēs jums parādīsim, kāda ir magnētiskā caurlaidība vienkāršā, jautrā veidā. Tātad, neatkarīgi no tā, vai esat students vai vienkārši esat kaut ko iemācījies, jūs atradīsit, kā darbojas reālā pasaule.
Vienkārši vārdos, kāda ir magnētiskā caurlaidība?
Magnētiskā caurlaidība ir tā, cik viegli jebkurš materiāls var pārvērsties par citu magnētu vai iegūt magnetizāciju. Nav pārāk daudz fizikas skolotāja, bet tas jums norāda, kā kaut kas var vadīt magnētiskās spēka līnijas.
Jums jābūt pazīstamam ar elektrisko vadītspēju, kas norāda, cik viegli elektrība iziet caur jebkuru vadu. Tāpat magnētiskā caurlaidība parāda, kā tā var iziet garām magnētiskajam laukam caur materiālu.
Tātad, ja jūs novietojat materiālu pie magnētiskā lauka, kas notiks? Vai ir kādi minējumi? Būs augsta caurlaidība tikai tad, ja materiāls atbalsta šo lauku. Ja materiāls nevēlas ieiet laukā, tad caurlaidība būs arvien mazāk.
Mēs ceram, ka jūs tagad zināt magnētiskās caurlaidības jēdzienu. Pat ja jūs to nedarījāt, neuztraucieties. Jūs zināt, kad mēs sāksim runāt par magnētiskās caurlaidības intervālu.
Magnētiskās caurlaidības piemēri
Tātad, ienesīsim dzīves magnētisko caurlaidību un uzzināsim, kā tā darbojas.
Dzelzs pielīp pie magnēta:Teiksim, vienā mirklī vienā rokā ir dzelzs nagla, bet otrā - magnēts. Kad jūs tos lēnām apvienosit, jūs sajutīsit pievilcības spēku uz rokām, kur magnēts piesaistīs sev dzelzs naglu. Tagad tas nozīmē, ka pastāv augsta magnētiskā caurlaidība, kas stingri reaģē uz augstiem magnētiskajiem laukiem.
Koks un magnēti:Kā ar koksni? Vai jūs kādreiz esat saskāries ar koka pielipšanu pie magnēta? Protams, nē. Kokiem nav magnētiskas caurlaidības, salīdzinot ar metālu dzelzi vai tēraudu.
Piezīme: Labākais magnētiskās caurlaidības piemērs ir transformators. Transformatora serdeņi ir izgatavoti no īpašiem tēraudiem ar visaugstāko caurlaidību, kas lieliski darbojas magnētiskos laukos, lai veiktu to pielietojumu.
Tātad, vai magnēts kaut ko pielīp vai nē, tas nav par magnētu; Tas ir par to, vai kaut kas caur to iziet magnētiskos laukus vai nē.
Ko zinātne saka par magnētisko caurlaidību?
Tagad nonāksim pie zinātniskajām perspektīvām. Es jums apsolu, ka tas nemaz nebūs garlaicīgi.
Kad mēs runājam par kaut kā vai materiāla caurlaidību, tas ir iegūts no vienādojuma, kurā teikts:μ=H/B
● Šeit μ (MU) attiecas uz magnētisko caurlaidību.
● B attiecas uz magnētiskās plūsmas blīvumu, kas parāda, cik spēcīgi magnētiskie lauki ir ap materiālu.
● H attiecas uz magnētiskā lauka izturību, kas ir magnētiskais lauks, kas uzklāts no ārpuses un cik tas ir spēcīgs.
Kāda ir atšķirība starp absolūto caurlaidību un relatīvo caurlaidību?
Ir divu veidu caurlaidība.
Absolūtā caurlaidība:Tā ir caurlaidības vērtība, ko mēs izmantojam, kad ir pie rokas konkrēts materiāls. Tās simbols ir "μ".
Relatīvā caurlaidība:Tagad runājiet par relatīvo caurlaidību, kas kļūs mazliet grūta, bet neuztraucieties. Tas salīdzina kaut kā caurlaidību brīvā telpā; Mēs varam teikt, ka vakuumam ir caurlaidība vienādojuma izteiksmē: μ 0=4 π × 10^7 H/m
Tātad relatīvā caurlaidība būs: μr=μ/μO
Ja ir materiāls ar μᵣ> 1, tas atspoguļos, ka tam ir labāks magnētiskais lauks, ko sauc arī par feromagnētisko. Ja μᵣ <1, tad tas parādīs vāju vai mazāk magnētisko lauku, kas ir pazīstams kā diamagnētisks.
Magnētisko materiālu veidi, kuru pamatā ir caurlaidība
Tagad šeit ir intervāla daļa, kurā jūs redzēsit visu interesējošo. Runājiet par materiāliem, tad viņi atšķirīgi reaģē uz magnētiskajiem laukiem atkarībā no to caurlaidības. Ja mēs tos sadalīsim dažādās daļās, jūs labāk zināt, kā tās darbojas.
1. Feromagnētiskie materiāli
Feromagnētiskie materiāli ir ļoti izplatīti, un tiem ir ļoti augsta relatīvā caurlaidība. Šāda veida materiāli spēcīgi piesaista magnētiskos laukos un faktiski var pat kādu laiku pielāgoties magnētismam, kad lauks tiek noņemts.
Piemēri: tas ietver dzelzi, niķeli, kobaltu un daudz ko citu.
2. Paramagnētiskie materiāli
Paramagnētiskos materiālus daļēji piesaista magnētiskie lauki, nevis spēcīgi. Šāds materiāls neuztur vai nepieņem magnētismu, kad lauks tiek noņemts. Viņu relatīvā caurlaidība kļūst tikai nedaudz lielāka par 1.
Piemēri: iekļaujiet alumīniju, platīnu, magniju utt.
3. Diamagnētiskie materiāli
Šāda veida materiālu magnētiskais lauks nedaudz atgrūž, nevis to piesaista. Tās relatīvā caurlaidība ir nedaudz mazāka par 1, kas izskaidro, kāpēc to atgrūž magnētiskie lauki.
Piemēri: varš, bismuts, ūdens un daudz kas cits.
Magnētiskās caurlaidības nozīme
Runāšana par metamērisko caurlaidību nav tikai lekcija fizikas klasē; Tas ir burtisks piemērs tam, kā darbojas mūsdienu tehnoloģija. Šeit uzziniet, kā mēs izmantojam magnētisko caurlaidībuViss, ko mēs izmantojam katru dienu.
Elektromotori un transformatori
Transformatoros tiek izmantota magnētiskā caurlaidība, un elektromotori, kas ir rūpīgi atkarīgi no magnētiskajiem laukiem, lai radītu un pārnestu enerģiju. Šajās sistēmās izmantotie materiāli ir augsta caurlaidība, kas ļauj labāk pārnest enerģiju un rezultātā samazinot enerģijas zudumus un siltuma zudumus.
Ekranēšana no ārējiem magnētiskajiem laukiem
Daži inženieri izmanto materiālus ar mazāku caurlaidību, piemēram, kosmosa kuģa MRI skenerus. Šādus materiālus izmanto, lai aizsargātu komponentus no jebkura ārējā magnētiskā lauka.
Datu glabāšanas ierīces
Mēs izmantojam magnētiskās lentes un cietos diskus; Visi šie materiāli ir feromagnētiski materiāli. Tos izmanto datu glabāšanai vai saglabāšanai.
Elektromagnētu izmantošana
Elektromagnētiem ir daudz lietojumu, piemēram, celtņos un magnētiskās trans attēlveidošanas (MRI) skeneros. Elektromagnētisms darbojas uz materiāliem, kas iekļūst magnētiskos laukos to augstās caurlaidības dēļ.
Caurlaidība ne vienmēr ir nemainīga
Tagad ir vēl viens pagrieziens, kas jums jāsaprot. Daži faktori var izraisīt lādiņa magnētisko caurlaidību. Lai to labāk saprastu, dariet man zināmu, kādi ir šie faktori.
Magnētiskais piesātinājums
Piesātinājuma atšķirība ir atšķirīga: cik daudz materiāls var veikt magnētisko plūsmu. Ja dzelzs, kas ir ļoti caurlaidīgs materiāls, tiek uzklāts magnētiskajam laukam, tas kļūs piesātināts, bet tas neņems magnētisko plūsmu.
Tas ir kā sūklis, kad iemērc ūdenī. Cik tas var turēt? Cik vien iespējams.
Temperatūras atšķirības
Temperatūra ietekmē caurlaidību.
● Ja jūs karsējat feromagnētiskos materiālus, to caurlaidība var samazināties.
● Tāpat Curie temperatūrā gals zaudēs visas magnētiskās īpašības un vairs nereaģēs uz magnētisko lauku.
Frekvences starpība
Ja kaut kas izmanto mainīgu strāvu, piemēram, transformatorus, caurlaidībai var būt dažādas frekvences. Šādi gadījumi noved pie dažiem galvenajiem zaudējumiem, kurus inženieri joprojām strādā, lai pārvaldītu.
Jautri fakti par magnētisko caurlaidību
Tagad pietiekami daudz no vienādojumiem un visām robotizētajām zinātnēm ļaujiet mums iepazīstināt ar magnētiskās caurlaidības jautro daļu.
● Ja mēs runājam par vakuumu, tad tam ir sākotnējā caurlaidība. Tas nozīmē, ka tukšās vietas ļauj magnētiskajiem laukiem iziet cauri, padarot caurlaidību par universālu konstanti.
● Daži materiāli peld magnētiskā laukā. Tāpat kā bismuts un grafīts, diamagnētisma dēļ tie var levitēt spēcīgos magnētiskos laukos.
● Vai esat kādreiz domājuši, kā viņi pasargā kosmosa kuģi vai laboratorijas instrumenti no Zemes magnētiskā lauka? Viņi izmanto Mu-Metals, kuriem ir ārkārtīgi augsta caurlaidība, lai saglabātu līdzsvaru un glābtu tos no Zemes magnētiskā lauka.
● Zemes magnētisko lauku ģenerē milzu feromagnētiskā bumba Zemes kodolā.
FAQ
Vai magnētiskā caurlaidība un magnētisms ir viens un tas pats?
Nē, viņi nav. Magnētisms ir vispārīgāks īpašums; Caurlaidība ir izmērāma, izmantojot tā vienādojumu, kas parāda, kā materiāls reaģē uz magnētisko lauku.
Vai mēs varam mainīt materiālo caurlaidību?
Jā, jūs varat mainīt materiālo caurlaidību. Viss, kas jums jādara, ir piemērot tos faktorus, kas ietekmē caurlaidību. Tāpat kā siltuma, stresa pielietošana, tā formas maiņa un daudz kas cits.
Kāpēc inženieriem ir tik svarīga caurlaidība?
Viens no iemesliem, kāpēc caurlaidība ir ļoti svarīga, ir tāpēc, ka tas ir dažu svarīgu mašīnu, piemēram, transformatoru, sensoru un jebkas cits, kodols, kas izmanto elektromagnētisma procesu. Šādos gadījumos inženieri izmanto pareizos caurlaidīgos materiālus, palielinot to efektivitāti un novēršot atkritumus.
Secinājums
Magnētiskā caurlaidība izklausās kā garlaicīga zinātnes tēma, taču tā ir ļoti interesanta. Tas, kas padara to interesantāku, ir tā loma mūsu ikdienas dzīvē. Mēs izmantojam lādētāju, kas darbina mūsu tālruņus, MRI skenerus slimnīcās un pat Zemes magnētiskos laukus. Tas viss izskaidro, kāpēc magnētiskā caurlaidība mums ir tik svarīga. Tātad, visas šīs zināšanas tagad atbild uz jūsu jautājumu: "Kāda ir magnētiskā caurlaidība?"
