Permeabilitás

A permeabilitás egy anyagra jellemző állandó.

Eredete a latin permeare „átengedni” szóból származik. A szilárd testeknél, gázoknál és folyadékoknál áteresztőképességet jelent.

Mágneses permeabilitás

A gerjesztés, majd a mágneses térerősség hatására kialakuló mágneses indukció függ a térben lévő anyagoktól.

A mágneses permeabilitás az az anyagra jellemző mennyiség, amely a (B) mágneses indukció és a (H) mágneses térerősség arányát adja meg:

$B ={\mu\cdot H}$ azaz $\mu ={B\over H}$

Jele: a görög µ (ejtsd: mű).

Mértékegysége: $[{Vs\over Am}]= [{H\over m}]$

A permeabilitás két tényezőből: a vákuum (légüres tér) permeabilitásából és a relatív permeabilitásból áll:

$\mu ={\mu_o\cdot \mu_r}$

A vákuum permeabilitása: $\mu_0={ 4\pi\cdot 10^{-7}[{H\over m}]}$ a mágnesesség területén alapvető fontosságú állandó.

A relatív permeabilitás dimenzió nélküli szám, amely megmutatja, hogy a mágneses indukció hányszor lesz nagyobb, ha a teret vákuum helyett valamilyen anyag tölti ki.

A térben változó permeabilitás tenzorral írható le.

Anyagok relatív permeabilitása

Csoport	Anyag	µr
Ferromágneses anyagok	Kobalt	100-400
	Nikkel	200-500
	Vas	300-6000
	Permalloy ötvözetek	5000-300000
Paramágneses anyagok
	Platina	1,0000004
	Alumínium	1,0000043
	Mangán	1,0004
Diamágneses anyagok
	Arany	0,99997
	Ezüst	0,999975
	Kén	0,99998
	Réz	0,99999
	Víz	0,9999901

Az anyagok a mágneses térrel szembeni viselkedésük szerint három csoportra oszthatók:

• Ferromágneses anyagok:

Relatív permeabilitásuk változó, de egynél sokkal nagyobb. A permeabilitásuk sok tényezőtől függ, például a hőmérséklettől, a külső mágneses tér erősségétől, és a mágneses telítettségüktől. Egy bizonyos hőmérséklet, a Curie-pont fölött elveszítik ferromágnesességüket. Állandó mágnes készíthető belőlük, mivel a külső mágneses tér megszűnése után is mágnesesek maradnak. Ezeket az anyagokat a mágnes mindkét pólusa vonzza.

• Paramágneses anyagok:

Relatív permeabilitásuk egynél egy kicsit nagyobb. Mágneses térben kis mértékben magukhoz vonzzák az erővonalakat, enyhén növelik az indukció erősségét. A mágnes mindkét pólusa vonzza őket egy kicsit.

• Diamágneses anyagok:

Relatív permeabilitásuk egynél kisebb. Mágneses térben kiszorítják magukból az erővonalakat, csökkentik az indukció erősségét. Ezeket az anyagokat a mágnes mindkét pólusa, és az inhomogén mágneses tér kis mértékben taszítja. A legerősebb diamágnesek a szupravezetők, amelyeknek nulla értékű a permeabilitásuk.

A diamágneses viselkedést az atomok két szabad vegyértéke okozza. A nemfémek jellemzően diamágnesesek. A paramágneses anyagokban az atomok egy vegyértékűek. A ferromágneses anyagokban az elektronok spinjei külső mágneses tér hiányában is rendeződnek; egységes mágnesezettségű tartományok, domének alakulnak ki. Külső mágneses tér hatására a domének átrendeződnek: a mágneses térrel egyezően mágnesezett domének megnőnek, az ellentétes irányúak összeszűkülnek. A telítési tartományban az összes domén a külső mágneses tér irányába fordul.

Komplex permeabilitás

A komplex permeabilitás a komplex permittivitáshoz hasonlóan a veszteséget írja le. A periodikusan váltakozó mágneses térben az anyag mágneses mezőjének változása késve követi a külső mágneses tér változását:

$H=H_0 e^{j \omega t} \qquad B=B_0 e^{j\left(\omega t - \delta \right)}$

ahol $\delta$ B késedelmi szöge H-hoz képest.

Innen a permeabilitás:

$\mu = \frac{B}{H} = \frac{ B_0 e^{j\left(\omega t - \delta \right) }}{H_0 e^{j \omega t}} = \frac{B_0}{H_0}e^{-j\delta}$,

komplex függvény, aminek valós része a valós permeabilitás, komplex része pedig a késedelemből adódó veszteségeket írja le. A veszteség egyszerűbben mérhető a veszteségi tangenssel:

$\mathrm{tg}\delta = \frac{\mu^{\prime\prime}}{\mu^\prime}$,

A komplex permeabilitás Euler-formulával:

$\mu = \frac{B_0}{H_0}\cos \delta - j \frac{B_0}{H_0}\sin\delta = \mu^\prime - j \mu ^{\prime\prime}$.

Források

• http://www.vilaglex.hu/Lexikon/Html/Permeabi.htm
• http://lexikon.fazekas.hu/419
• Dr. Szentiday Klára - Baumann Péter: Passzív áramköri elemek (KVK-2030)
• http://www.bgeger.hu/letolt/fizika/magnesesseg.pdf
• http://fizikaweb.uni-pannon.hu/fizika_content/Oktatas/Fizika_Informatikai_kar/fiz2ik_magnesesseg_7.ppt
• http://e-oktat.pmmf.hu/webgui/www/uploads/images/349/Ch-4.pdf
• http://www.camelactivekft.hu/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=19

http://www.tankonyvtar.hu/konyvek/elektromagneses-terek/elektromagneses-terek-081204-67