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Magnetische Permeabilität

Magnetische Permeabilität, relative Zunahme oder Abnahme des resultierenden Magnetfeldes innerhalb eines Materials im Vergleich zu dem Magnetisierungsfeld, in dem sich das gegebene Material befindet; oder die Eigenschaft eines Materials, das gleich der magnetischen Flussdichte B ist, die innerhalb des Materials durch ein Magnetisierungsfeld dividiert durch die Magnetfeldstärke H des Magnetisierungsfeldes festgelegt ist. Die magnetische Permeabilität μ (griechisch mu) ist somit definiert als μ = B / H., Die magnetische Flussdichte B ist ein Maß für das tatsächliche Magnetfeld innerhalb eines Materials, das als Konzentration von Magnetfeldlinien oder Fluss pro Querschnittsfläche betrachtet wird. Die Magnetfeldstärke H ist ein Maß für das Magnetisierungsfeld, das durch elektrischen Stromfluss in einer Drahtspule erzeugt wird.

Im leeren oder freien Raum entspricht die magnetische Flussdichte dem Magnetisierungsfeld, da das Feld nicht verändert werden muss. In Zentimeter-Gramm-Sekunden-Einheiten (cgs) ist die Raumdurchlässigkeit B/H dimensionslos und hat den Wert 1., In Meter-Kilogramm-Sekunde (mks) und SI-Einheiten haben B und H unterschiedliche Abmessungen, und die Durchlässigkeit des freien Raums (symbolisiert μ0) wurde als gleich 4π × 10-7 mm pro Ampere-Meter definiert, so dass die mks-Einheit des elektrischen Stroms die gleiche sein kann wie die praktische Einheit, das Ampere. Mit der Neudefinition des Ampere im Jahr 2019 ist μ0 nicht mehr gleich 4π × 10-7 weber pro Ampere-Meter und muss experimentell bestimmt werden. (Ist jedoch 1.00000000055, immer noch sehr nahe an seinem früheren Wert.) In diesen Systemen wird die Permeabilität, B/H, als absolute Permeabilität μ des Mediums bezeichnet., Die relative Permeabilität µr ist dann definiert als das Verhältnis μ/μ0, das dimensionslos ist. Somit ist die relative Durchlässigkeit des freien Raums oder Vakuums 1.

Materialien können magnetisch anhand ihrer Permeabilitäten klassifiziert werden. Ein diamagnetisches Material hat eine konstante relative Permeabilität von etwas weniger als 1. Wenn ein diamagnetisches Material, wie Wismut, in ein Magnetfeld gelegt wird, wird das äußere Feld teilweise ausgestoßen und die magnetische Flussdichte in ihm wird leicht reduziert. Ein paramagnetisches Material hat eine konstante relative Permeabilität etwas mehr als 1., Wenn ein paramagnetisches Material wie Platin in ein Magnetfeld gelegt wird, wird es in Richtung des äußeren Feldes leicht magnetisiert. Ein ferromagnetisches Material wie Eisen hat keine konstante relative Permeabilität. Wenn das Magnetisierungsfeld zunimmt, nimmt die relative Permeabilität zu, erreicht ein Maximum und nimmt dann ab. Gereinigtes Eisen und viele magnetische Legierungen haben maximale relative Permeabilitäten von 100.000 oder mehr.

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