La perméabilité relative C'est la mesure de la capacité d'un certain matériau à être traversé par un flux -sans perdre ses caractéristiques-, par rapport à celle d'un autre matériau qui sert de référence. Il est calculé comme le rapport entre la perméabilité du matériau étudié et celle du matériau de référence. C'est donc une quantité qui manque de dimensions.
D'une manière générale, on pense à la perméabilité à un écoulement de fluides, généralement de l'eau. Mais il existe également d'autres éléments capables de traverser des substances, par exemple des champs magnétiques. Dans ce cas, on parle de perméabilité magnétique et de perméabilité magnétique relative.
La perméabilité des matériaux est une propriété très intéressante, quel que soit le type d'écoulement qui les traverse. Grâce à lui, il est possible d'anticiper le comportement de ces matériaux dans des circonstances très variées..
Par exemple, la perméabilité des sols est très importante lors de la construction de structures telles que des drains, des trottoirs et plus encore. Même pour les cultures, la perméabilité du sol est importante.
Pour la vie, la perméabilité des membranes cellulaires permet à la cellule d'être sélective, en laissant passer les substances nécessaires telles que les nutriments et en rejetant d'autres qui peuvent être nocives..
En ce qui concerne la perméabilité magnétique relative, elle nous donne des informations sur la réponse des matériaux aux champs magnétiques provoqués par des aimants ou des fils sous tension. De tels éléments abondent dans la technologie qui nous entoure, il vaut donc la peine d'étudier leurs effets sur les matériaux..
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Une application très intéressante des ondes électromagnétiques est de faciliter la prospection pétrolière. Elle repose sur la connaissance de la capacité de l'onde à pénétrer dans le sous-sol avant d'être atténuée par celui-ci..
Cela donne une bonne idée du type de roches qui se trouvent à un certain endroit, car chaque roche a une perméabilité magnétique relative différente, en fonction de sa composition..
Comme dit au début, chaque fois que vous parlez de perméabilité relative, le terme «relatif» nécessite de comparer la grandeur en question d'un certain matériau, avec celle d'un autre qui sert de référence.
Ceci est toujours applicable, qu'il s'agisse de perméabilité à un liquide ou à un champ magnétique..
Le vide a une perméabilité, car les ondes électromagnétiques n'ont aucun problème à s'y déplacer. C'est une bonne idée de prendre cela comme valeur de référence pour trouver la perméabilité magnétique relative de n'importe quel matériau..
La perméabilité du vide n'est autre que la constante bien connue de la loi de Biot-Savart, qui permet de calculer le vecteur d'induction magnétique. Sa valeur est:
μou alors = 4π. dix -7 T.m / A (Tesla. Mètre / ampère).
Cette constante fait partie de la nature et est liée, avec la permittivité électrique, à la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide.
Pour trouver la perméabilité magnétique relative, vous devez comparer la réponse magnétique d'un matériau dans deux milieux différents, dont l'un est le vide..
Lors du calcul de l'induction magnétique B d'un fil dans le vide, sa grandeur s'est avérée être:
Et la perméabilité relative μr dudit milieu, est le quotient entre B et Bou alors: μr= B / Bou alors. C'est une quantité sans dimension, comme vous pouvez le voir.
La perméabilité magnétique relative est une quantité sans dimension et positive, étant le quotient de deux quantités positives à leur tour. Rappelez-vous que le module d'un vecteur est toujours supérieur à 0.
μr= B / Bou alors = μ / μou alors
μ = μr . μou alors
Cette grandeur décrit comment la réponse magnétique d'un milieu est comparée à la réponse dans le vide..
Or, la perméabilité magnétique relative peut être égale à 1, inférieure à 1 ou supérieure à 1. Cela dépend du matériau considéré et également de la température..
La température joue un rôle important dans la perméabilité magnétique d'un matériau. En fait, cette valeur n'est pas toujours constante. À mesure que la température d'un matériau augmente, il devient désordonné intérieurement, de sorte que sa réponse magnétique diminue.
Les matériaux diamagnétique ils répondent négativement aux champs magnétiques et les repoussent. Michael Faraday (1791-1867) découvrit cette propriété en 1846, lorsqu'il découvrit qu'un morceau de bismuth était repoussé par l'un des pôles d'un aimant..
D'une manière ou d'une autre, le champ magnétique de l'aimant induit un champ dans la direction opposée dans le bismuth. Cependant, cette propriété n'est pas exclusive à cet élément. Tous les matériaux l'ont dans une certaine mesure.
Il est possible de montrer que l'aimantation nette dans un matériau diamagnétique dépend des caractéristiques de l'électron. Et l'électron fait partie des atomes de n'importe quel matériau, c'est pourquoi tous peuvent avoir une réponse diamagnétique à un moment donné.
L'eau, les gaz rares, l'or, le cuivre et bien d'autres sont des matériaux diamagnétiques.
Au lieu de cela les matériaux paramagnétique ils ont leur propre aimantation. C'est pourquoi ils peuvent répondre positivement au champ magnétique d'un aimant, par exemple. Ils ont une perméabilité magnétique proche de la valeur de μou alors.
Près d'un aimant, ils peuvent également devenir magnétisés et devenir des aimants par eux-mêmes, mais cet effet disparaît lorsque l'aimant réel est retiré du voisinage. L'aluminium et le magnésium sont des exemples de matériaux paramagnétiques.
Les substances paramagnétiques sont les plus abondantes dans la nature. Mais il existe des matériaux qui sont facilement attirés par les aimants permanents..
Ils sont capables d'acquérir une magnétisation par eux-mêmes. Ce sont le fer, le nickel, le cobalt et les terres rares comme le gadolinium et le dysprosium. En outre, certains alliages et composés entre ceux-ci et d'autres minéraux sont appelés matériaux. ferromagnétique.
Ce type de matériau subit une très forte réponse magnétique à un champ magnétique externe, tel qu'un aimant, par exemple. C'est pourquoi les pièces en nickel collent aux aimants en barre. Et à leur tour, les aimants de la barre collent aux glacières.
La perméabilité magnétique relative des matériaux ferromagnétiques est beaucoup plus élevée que 1. À l'intérieur, ils ont de petits aimants appelés dipôles magnétiques. Lorsque ces dipôles magnétiques s'alignent, ils intensifient l'effet magnétique à l'intérieur des matériaux ferromagnétiques..
Lorsque ces dipôles magnétiques sont en présence d'un champ extérieur, ils s'alignent rapidement à côté et le matériau adhère à l'aimant. Bien que le champ externe soit supprimé, en éloignant l'aimant, une aimantation rémanente reste à l'intérieur du matériau.
Les températures élevées provoquent des désordres internes dans toutes les substances, produisant ce que l'on appelle une «agitation thermique». Avec la chaleur, les dipôles magnétiques perdent leur alignement et l'effet magnétique disparaît progressivement..
La température de Curie est la température à laquelle l'effet magnétique disparaît complètement d'un matériau. À cette valeur critique, les substances ferromagnétiques deviennent paramagnétiques.
Les dispositifs de stockage de données, tels que les bandes magnétiques et les mémoires magnétiques, utilisent le ferromagnétisme. Également avec ces matériaux, des aimants à haute intensité sont fabriqués avec de nombreuses utilisations dans la recherche.
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