什么是磁导率(μ)
我们从多年的技术实践中知道,线圈的电感高度依赖于线圈所处环境的特性。如果在一个已知电感L0的铜线线圈上加一个铁磁芯,那么在前面其他情况下这个线圈的自感电流(附加的合闸电流和分闸电流)会增加很多倍,实验证明这意味着什么增加数倍 电感现在将等于 L。
实验观察
让我们假设介质,即填充所述线圈内部和周围空间的物质,是均匀的,并且是由流过其导体的电流产生的, 磁场 仅位于该特定区域而不会超出其边界。
如果线圈是环形的,即闭合环的形状,那么这种介质连同磁场只会集中在线圈的体积内,因为在环形外几乎没有磁场。这个位置也适用于长线圈 - 一个螺线管,其中所有的磁力线也都集中在里面 - 沿轴。
例如,假设某个电路或空心线圈在真空中的电感等于 L0。然后对于同一个线圈,但已经在填充给定线圈的磁力线所在空间的均匀物质中,让电感为 L。在这种情况下,事实证明 L / L0 的比率只不过是特定物质的相对磁导率(有时简称为“磁导率”)。
显而易见:磁导率是表征给定物质磁性的量。这通常取决于物质的状态(以及温度和压力等环境条件)及其性质。
理解术语
与磁场中的物质相关的术语“磁导率”的引入类似于电场中物质的术语“介电常数”的引入。
导磁率的数值,由上式L/L0确定,也可以表示为给定物质的绝对导磁率与绝对空隙(真空)的比值。
很容易看出:相对磁导率(又称导磁率)是一个无量纲量。但是绝对磁导率 — 具有 Hn / m 的量纲,与真空的磁导率(绝对!)相同(这是磁常数)。
事实上,我们看到环境(磁性)会影响电路的电感,这清楚地表明环境的变化会导致穿过电路的磁通量 Φ 的变化,从而导致电感 B 的变化, 应用于磁场的每个点。
这一观察的物理意义是,对于相同的线圈电流(在相同的磁场强度 H 下),其磁场的感应在磁导率 mu 的物质中比在全真空。
这是因为 介质被磁化,它本身就开始具有磁场,能以这种方式被磁化的物质称为磁铁。
绝对磁导率的计量单位是1H/m(亨每米或牛顿每安培平方),即这样一种介质的磁导率,在磁场电压H 1 A/m时,a出现 1 的磁感应强度 T。
现象的实物图
由上可知,不同物质(磁铁)在电流环磁场作用下被磁化,得到磁场,即磁场之和——被磁化介质的磁场加上电流回路,这就是为什么它与没有介质的仅电流场电路在幅度上不同的原因。磁铁之所以会磁化,是因为在它们的每个原子中都存在着最小的电流。
根据磁导率的值,物质分为反磁性(小于 1 — 相对于外加磁场磁化)、顺磁体(大于 1 — 沿外加磁场方向磁化)和铁磁体(远大于 1) - 磁化并在施加的磁场去激活后具有磁化)。
铁磁体的特点是 迟滞因此,纯粹形式的“磁导率”概念不适用于铁磁体,但在一定的磁化范围内,在某种近似下,可以区分磁化曲线的线性部分,为此可以计算磁导率。
在超导体中,磁导率为 0(因为磁场完全被其体积取代),空气的绝对磁导率几乎等于 mu 真空(读磁常数)。对于空气,mu 略大于 1。