Chúng ta thường nghĩ về cách nam châm thu hút các vật kim loại. Chúng không kém gì những điều kỳ diệu ngoài đời thực, đặc biệt là máy biến áp và cách chúng cung cấp năng lượng cho các thiết bị của chúng ta. Tất cả các thiết bị chúng ta sử dụng là một trong những nam châm nam châm chúng ta gọi là tính thấm từ tính. Đó là một khái niệm thuần túy là trái tim của nhiều chuyên ngành như điện từ, điện tử và khoa học vật chất.
Nếu bạn nghĩ rằng bạn sẽ nhận được một số bài giảng vật lý nhàm chán ở đây, đừng lo lắng, chúng tôi sẽ cho bạn thấy tính thấm từ tính theo cách đơn giản, thú vị. Vì vậy, cho dù bạn là một sinh viên hay chỉ có thời gian rảnh rỗi để học một cái gì đó, ở đây bạn sẽ tìm thấy cách thế giới thực hoạt động.
Nói một cách đơn giản, tính thấm từ tính là gì?
Tính thấm từ tính là làm thế nào dễ dàng bất kỳ vật liệu nào có thể biến thành một nam châm khác hoặc được từ hóa. Không phải là quá nhiều của một giáo viên vật lý, nhưng nó cho bạn biết làm thế nào bất cứ điều gì có thể tiến hành các đường lực từ tính.
Bạn phải quen thuộc với độ dẫn điện, cho biết điện dễ dàng đi qua bất kỳ dây nào. Tương tự như vậy, tính thấm từ cho thấy làm thế nào nó có thể chuyển qua một từ trường thông qua một vật liệu.
Vì vậy, bây giờ, nếu bạn đặt một vật liệu gần từ trường, điều gì sẽ xảy ra? Bất kỳ dự đoán? Sẽ có độ thấm cao chỉ khi trong trường hợp một vật chất hỗ trợ trường đó bao nhiêu. Nếu vật liệu miễn cưỡng đi vào lĩnh vực này, thì ngày càng ít hơn sẽ là tính thấm.
Chúng tôi hy vọng bạn biết khái niệm về tính thấm từ tính cho bây giờ. Ngay cả khi bạn không, đừng lo lắng. Bạn sẽ biết khi chúng ta bắt đầu nói về khoảng thấm từ tính.
Ví dụ về tính thấm từ tính
Vì vậy, chúng ta hãy mang tính thấm từ tính vào cuộc sống và tìm hiểu cách thức hoạt động của nó.
Sắt dính vào nam châm:Giả sử, ngay lập tức, có một cái đinh sắt trong một tay và một nam châm trong tay kia. Khi bạn từ từ mang chúng lại với nhau, bạn sẽ cảm thấy một lực hấp dẫn trên tay, nơi nam châm sẽ thu hút móng sắt vào chính nó. Bây giờ, điều này có nghĩa là có độ thấm từ cao, đáp ứng mạnh mẽ với từ trường cao.
Gỗ và nam châm:Còn gỗ thì sao? Bạn đã bao giờ bắt gặp gỗ dính vào một nam châm chưa? Tất nhiên là không. Gỗ không có tính thấm từ tính so với kim loại sắt hoặc thép.
Ghi chú: Ví dụ tốt nhất về tính thấm từ là máy biến áp. Các lõi biến áp được làm bằng thép đặc biệt với độ thấm cao nhất, hoạt động hoàn hảo trong từ trường để hoàn thành các ứng dụng của chúng.
Vì vậy, cho dù một nam châm dính vào thứ gì đó hay không, nó không phải là về nam châm; Đó là về việc liệu một cái gì đó vượt qua từ trường qua nó hay không.
Khoa học nói gì về tính thấm từ tính?
Bây giờ, chúng ta hãy đến với các quan điểm khoa học. Tôi hứa với bạn rằng nó sẽ không nhàm chán chút nào.
Khi chúng ta nói về tính thấm của thứ gì đó hoặc vật liệu, nó có nguồn gốc từ một phương trình nói:μ=H/B
● Ở đây μ (MU) đề cập đến tính thấm từ tính.
● B đề cập đến mật độ từ thông, cho thấy các từ trường mạnh như thế nào xung quanh vật liệu.
● H đề cập đến cường độ từ trường, là từ trường được áp dụng từ bên ngoài và nó mạnh đến mức nào.
Sự khác biệt giữa tính thấm tuyệt đối và tính thấm tương đối là gì?
Có hai loại tính thấm.
Tính thấm tuyệt đối:Đó là giá trị của tính thấm mà chúng ta sử dụng khi một vật liệu cụ thể có trong tay. Biểu tượng của nó là "."
Tính thấm tương đối:Bây giờ, nói về tính thấm tương đối, sẽ hơi khó khăn, nhưng đừng lo lắng. Nó so sánh tính thấm của một cái gì đó trong không gian trống; Chúng ta có thể nói một khoảng trống có tính thấm về phương trình: {0=4 π × 10^7 h/m
Vì vậy, tính thấm tương đối sẽ là: μr=μ/μO
Nếu có một vật liệu có μᵣ> 1, nó sẽ biểu thị rằng nó có từ trường tốt hơn, còn được gọi là sắt từ. Nếu μᵣ <1, thì nó sẽ hiển thị từ trường yếu hoặc ít hơn, được gọi là diamag từ.
Các loại vật liệu từ tính dựa trên tính thấm
Bây giờ, đây là phần khoảng thời gian mà bạn sẽ thấy mọi thứ quan tâm. Nói về vật liệu, sau đó họ phản ứng khác nhau với các từ trường tùy thuộc vào tính thấm của chúng. Nếu chúng ta chia chúng thành các phần khác nhau, bạn sẽ biết rõ hơn cách chúng hoạt động.
1. Vật liệu sắt từ
Vật liệu sắt từ rất phổ biến và có độ thấm tương đối rất cao. Một loại vật liệu như vậy thu hút mạnh mẽ trong các từ trường và trên thực tế, có thể thích nghi với từ tính trong một thời gian khi trường được loại bỏ.
Ví dụ: Nó bao gồm sắt, niken, coban, và nhiều hơn nữa.
2. Vật liệu thuận từ
Vật liệu thuận từ bị thu hút một phần vào các từ trường hơn là mạnh mẽ. Vật liệu như vậy không duy trì hoặc áp dụng từ tính khi trường được loại bỏ. Tính thấm tương đối của chúng trở nên chỉ hơn 1.
Ví dụ: bao gồm nhôm, bạch kim, magiê, v.v.
3. Vật liệu diamag từ
Một loại vật liệu như vậy bị đẩy lùi một chút bởi từ trường thay vì bị thu hút bởi nó. Tính thấm tương đối của nó hơi ít hơn 1, điều này giải thích lý do tại sao nó bị đẩy lùi bởi các từ trường.
Ví dụ: đồng, bismuth, nước, và nhiều hơn nữa.
Tầm quan trọng của tính thấm từ tính
Nói về tính thấm của siêu nhân không chỉ là một bài giảng trong một lớp vật lý; Đó là một ví dụ theo nghĩa đen về cách thức hoạt động của công nghệ hiện đại. Ở đây, tìm hiểu cách chúng ta sử dụng tính thấm từ tính trongMọi thứ chúng tôi sử dụng hàng ngày.
Động cơ điện và máy biến áp
Tính thấm từ tính được sử dụng trong các máy biến áp và động cơ điện hoàn toàn phụ thuộc vào từ trường để tạo ra và truyền năng lượng. Các vật liệu được sử dụng trong các hệ thống này có độ thấm cao, cho phép truyền năng lượng tốt hơn và do đó, làm giảm mất năng lượng và mất nhiệt.
Che chắn từ từ trường bên ngoài
Một số kỹ sư sử dụng vật liệu có tính thấm ít hơn, chẳng hạn như máy quét MRI tàu vũ trụ. Các vật liệu như vậy được sử dụng để bảo vệ các thành phần khỏi bất kỳ từ trường bên ngoài nào.
Thiết bị lưu trữ dữ liệu
Chúng tôi sử dụng băng từ và ổ cứng; Tất cả các vật liệu này là vật liệu sắt từ. Chúng được sử dụng để lưu trữ hoặc lưu dữ liệu.
Sử dụng điện trong
Phép màu điện có nhiều cách sử dụng, chẳng hạn như trong cần cẩu và máy quét hình ảnh trans từ tính (MRI). Điện từ hoạt động trên các vật liệu xâm nhập từ trường vì tính thấm cao của chúng.
Tính thấm không phải lúc nào cũng không đổi
Bây giờ, có một bước ngoặt khác mà bạn cần phải hiểu. Một số yếu tố có thể gây ra tính thấm từ tính để sạc. Để hiểu rõ hơn, hãy cho tôi biết những yếu tố này là gì.
Độ bão hòa từ tính
Có một sự khác biệt trong bão hòa: bao nhiêu vật liệu có thể lấy từ thông. Nếu sắt, là một vật liệu có độ thấm cao, được áp dụng cho từ trường, nó sẽ được bão hòa, nhưng nó sẽ không lấy thông lượng từ tính.
Nó giống như một miếng bọt biển khi ngâm trong nước. Nó có thể giữ được bao nhiêu? Càng nhiều càng tốt.
Sự khác biệt về nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng đến tính thấm.
● Nếu bạn làm nóng vật liệu sắt từ, thì tính thấm của chúng có thể giảm.
● Tương tự như vậy, ở nhiệt độ curie, đầu sẽ mất tất cả các tính chất từ tính của nó và không còn phản ứng với từ trường.
Chênh lệch tần số
Nếu một cái gì đó sử dụng một dòng điện xen kẽ, như máy biến áp, tính thấm có thể có các tần số khác nhau. Những trường hợp như vậy dẫn đến một số tổn thất cốt lõi mà các kỹ sư vẫn đang làm việc để quản lý.
Sự thật thú vị về tính thấm từ tính
Bây giờ, đủ các phương trình và tất cả các khoa học robot, hãy để chúng tôi giới thiệu cho bạn phần thú vị của tính thấm từ tính.
● Nếu chúng ta nói về chân không, thì nó có độ thấm cơ bản. Điều này có nghĩa là không gian trống cho phép từ trường đi qua, làm cho tính thấm trở thành một hằng số phổ quát.
● Một số vật liệu nổi trong từ trường. Giống như bismuth và than chì, chúng có thể bay trong các từ trường mạnh mẽ vì diamagnetism.
● Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào họ che chắn tàu vũ trụ hoặc dụng cụ phòng thí nghiệm khỏi từ trường của Trái đất? Họ sử dụng các kim loại MU, có độ thấm cực cao, để duy trì sự cân bằng của chúng và cứu chúng khỏi từ trường của Trái đất.
● Từ trường của Trái đất được tạo ra bởi một quả bóng sắt từ khổng lồ trong lõi Trái đất.
Câu hỏi thường gặp
Tính thấm từ và từ tính có phải là điều tương tự không?
Không, họ không. Từ tính là một tài sản chung hơn; Tính thấm có thể đo lường được bằng phương trình của nó, cho thấy cách vật liệu phản ứng với từ trường.
Chúng ta có thể thay đổi tính thấm vật liệu không?
Có, bạn có thể thay đổi tính thấm vật liệu. Tất cả những gì bạn cần làm là áp dụng những yếu tố ảnh hưởng đến tính thấm. Giống như áp dụng nhiệt, căng thẳng, thay đổi hình dạng của nó, và nhiều hơn nữa.
Tại sao tính thấm rất quan trọng đối với các kỹ sư?
Một trong những lý do khiến tính thấm là rất quan trọng là vì đó là cốt lõi của một số máy quan trọng như máy biến áp, cảm biến và bất cứ thứ gì khác sử dụng quá trình điện từ. Trong những trường hợp như vậy, các kỹ sư sử dụng các vật liệu thấm đúng, tăng hiệu quả của chúng và ngăn ngừa chất thải.
Phần kết luận
Tính thấm từ tính nghe giống như một chủ đề khoa học nhàm chán, nhưng nó rất thú vị. Điều làm cho nó thú vị hơn là vai trò của nó trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Chúng tôi sử dụng một bộ sạc cung cấp năng lượng cho điện thoại của chúng tôi, máy quét MRI tại bệnh viện và thậm chí là từ trường của Trái đất. Tất cả những điều này giải thích tại sao tính thấm từ là rất quan trọng đối với chúng tôi. Vì vậy, tất cả kiến thức này bây giờ trả lời câu hỏi của bạn, "Tính thấm từ tính là gì?"
