什麼是磁導率(μ)
我們從多年的技術實踐中知道,線圈的電感高度依賴於線圈所處環境的特性。如果在一個已知電感L0的銅線線圈上加一個鐵磁芯,那麼在前面其他情況下,這個線圈的自感電流(附加的合閘電流和分閘電流)會增加很多倍,實驗將證實這意味著什麼增加數倍 電感現在將等於 L。
實驗觀察
讓我們假設介質,即填充所述線圈內部和周圍空間的物質,是均勻的,並且是由流過其導體的電流產生的, 磁場 僅位於該特定區域而不會超出其邊界。
如果線圈是環形的,即閉合環的形狀,那麼這種介質連同磁場只會集中在線圈的體積內,因為在環形外幾乎沒有磁場。這個位置也適用於長線圈 - 一個螺線管,其中所有的磁力線也都集中在裡面 - 沿軸。
例如,假設某些電路或空心線圈在真空中的電感等於 L0。然後對於同一個線圈,但已經在填充給定線圈的磁力線所在空間的均勻物質中,讓電感為 L。在這種情況下,事實證明 L / L0 的比率只不過是特定物質的相對磁導率(有時簡稱為“磁導率”)。
顯而易見:磁導率是表徵給定物質磁性的量。這通常取決於物質的狀態(以及溫度和壓力等環境條件)及其性質。
理解術語
與磁場中的物質相關的術語“磁導率”的引入類似於電場中物質的術語“介電常數”的引入。
導磁率的數值,由上式L/L0確定,也可以表示為給定物質的絕對導磁率與絕對空隙(真空)的比值。
很容易看出:相對磁導率(又稱磁導率)是一個無量綱量。但是絕對磁導率 — 具有 Hn / m 的量綱,與真空的磁導率(絕對!)相同(這是磁常數)。
事實上,我們看到環境(磁性)會影響電路的電感,這清楚地表明環境的變化會導致穿過電路的磁通量 Φ 的變化,從而導致電感 B 的變化, 應用於磁場的每個點。
這一觀察的物理意義是,對於相同的線圈電流(在相同的磁場強度 H 下),其磁場的感應在磁導率 mu 的物質中比在全真空。
這是因為 介質被磁化,它本身就開始具有磁場,能以這種方式被磁化的物質稱為磁鐵。
絕對磁導率的計量單位是1H/m(亨每米或牛頓每安培平方),即這樣一種介質的磁導率,在磁場電壓H 1 A/m時,a出現 1 的磁感應強度 T。
現象的實物圖
由上可知,不同物質(磁鐵)在電流環磁場作用下被磁化,得到磁場,即磁場之和——被磁化介質的磁場加上電流迴路,這就是為什麼它與沒有介質的僅電流場電路在幅度上不同的原因。磁鐵之所以會磁化,是因為在它們的每個原子中都存在著最小的電流。
根據磁導率的值,物質分為反磁性(小於 1 — 相對於外加磁場磁化)、順磁體(大於 1 — 沿外加磁場方向磁化)和鐵磁體(遠大於 1) - 磁化並在施加的磁場去激活後具有磁化)。
鐵磁體的特點是 遲滯因此,純粹形式的“磁導率”概念不適用於鐵磁體,但在一定的磁化範圍內,在某種近似下,可以區分磁化曲線的線性部分,為此可以計算磁導率。
在超導體中,磁導率為 0(因為磁場完全被其體積取代),空氣的絕對磁導率幾乎等於 mu 真空(讀磁常數)。對於空氣,mu 略大於 1。