O que é a permeabilidade relativa?

O Permeabilidade relativa É a medida da capacidade de um determinado material, de ser cruzado por um fluxo -sem perder suas características -, com relação ao de outro material que serve como uma referência. É calculado como a razão entre a permeabilidade do material em estudo e o do material referencial. Portanto, é uma quantidade que não possui dimensões.

Geralmente ao falar sobre permeabilidade, você pensa em um fluxo de fluidos, geralmente água. Mas também existem outros elementos capazes de atravessar substâncias, por exemplo, campos magnéticos. Nesse caso, se fala de permeabilidade magnética e de Permeabilidade magnética relativa.

O níquel tem uma alta permeabilidade magnética relativa, então as moedas são fortemente aderidas ao ímã. Fonte: Pixabay.com.

A permeabilidade dos materiais é uma propriedade muito interessante, independentemente do tipo de fluxo que os atravessa. Graças a ele, é possível antecipar como esses materiais se comportarão em circunstâncias muito variadas.

Por exemplo, a permeabilidade do solo é muito importante ao criar estruturas como drenos, pavimentos e mais. Mesmo para as culturas, a permeabilidade do solo é relevante.

Para a vida, a permeabilidade das membranas celulares permite que a célula seja seletiva, permitindo substâncias necessárias, como nutrientes e rejeitando outros que podem ser prejudiciais.

Quanto à permeabilidade relativa magnética, ela nos fornece informações sobre a resposta dos materiais aos campos magnéticos causados ​​por ímãs ou fios com corrente. Esses elementos abundam na tecnologia que nos rodeia, por isso vale a pena investir quais efeitos nos materiais.

[TOC]

Permeabilidade magnética relativa

Uma aplicação muito interessante de ondas eletromagnéticas é facilitar a prospecção de petróleo. É baseado em saber quanto a onda é capaz de penetrar no subsolo antes de ser atenuado por ele.

Isso fornece uma boa idéia do tipo de rochas que estão em um determinado lugar, uma vez que cada rocha tem uma permeabilidade magnética diferente, de acordo com sua composição.

Pode atendê -lo: qual é a constante dielétrica?

Conforme declarado no início, desde que falemos sobre Permeabilidade relativa, O termo "parente" exige comparar a magnitude em questão de um determinado material, com o de outro que serve como uma referência.

Isso é sempre aplicável, independentemente de ser permeabilidade antes de um líquido ou um campo magnético.

O vazio é a permeabilidade, uma vez que as ondas eletromagnéticas não têm nenhum problema em se mudar para lá. É uma boa ideia considerá -lo como um valor de referência para encontrar a permeabilidade magnética relativa de qualquer material.

A permeabilidade a vácuo não é outra senão a constante bem conhecida da lei Biot-Savart, que serve para calcular o vetor de indução magnética. Seu valor é:

μ_qualquer = 4π . 10 ^-7 T.m/a (Tesla . Metrô/ampere).

Essa constante faz parte da natureza e está ligada, juntamente com o subsídio elétrico, ao valor da velocidade da luz no vácuo.

Para encontrar permeabilidade magnética relativa, a resposta magnética de um material em dois meios diferentes deve ser comparada, uma das quais é o vazio.

No cálculo da indução magnética B De um fio no vácuo, verificou -se que sua magnitude é:

Onde B É a intensidade do campo magnético, Yo É a intensidade da corrente e r É a distância radial do fio. Se o fio estiver imerso em um meio diferente, a magnitude do campo será:

E permeabilidade relativa μ_r deste meio, é o quociente entre B e B_qualquer: μ_r= B/b_qualquer. É uma quantidade adimensional, como pode ser visto.

Classificação de materiais de acordo com sua permeabilidade magnética relativa

A permeabilidade magnética relativa é uma quantidade adimensional e positiva, sendo a proporção de duas quantidades positivas por sua vez. Lembre -se de que o módulo de um vetor é sempre maior que 0.

μ_r= B/b_qualquer = μ / μ_qualquer

μ = μ_r . μ_qualquer

Esta magnitude descreve qual é a resposta magnética de um meio em comparação com a resposta vazia.

Pode servir a você: Thomson Atomic Model: características, postulações, partículas subatômicas

Agora, a permeabilidade magnética relativa pode ser igual a 1, menos de 1 ou superior a 1. Isso depende do material em questão e também da temperatura.

• Obviamente sim μ_r= 1 O meio é o vazio.
• Se for menor que 1 é um material diamagnético
• Se for maior que 1, mas não muito, o material é paramagnético
• E se for muito maior que 1, o material é ferromagnético.

A temperatura desempenha um papel importante na permeabilidade magnética de um material. De fato, esse valor nem sempre é constante. Ao aumentar a temperatura de um material, transtorno de TI internamente, então sua resposta magnética diminui.

Materiais diamagnéticos e paramagnéticos

Os materiais diamagnético Eles respondem negativamente aos campos magnéticos e os repelir. Michael Faraday (1791-1867) descobriu essa propriedade em 1846, quando descobriu que um pedaço de bismuto foi repelido por qualquer um dos pólos de um ímã.

De alguma forma, o campo magnético do ímã induz um campo na direção oposta dentro do bismuto. No entanto, esta propriedade não é exclusiva deste elemento. Todos os materiais têm até certo ponto.

É possível demonstrar que a magnetização líquida em um material diamagnético depende das características do elétron. E o elétron faz parte dos átomos de qualquer material, para que todos possam ter uma resposta diamagnética em algum momento.

Água, gases nobres, ouro, cobre e muito mais, são materiais diamagnéticos.

Por outro lado, os materiais paramagnético Eles têm alguns de sua própria magnetização. É por isso que eles podem responder positivamente ao campo magnético de um ímã, por exemplo. Eles têm uma permeabilidade magnética semelhante ao valor de μ_qualquer.

Perto de um ímã, eles também podem magnetizar e se tornar ímãs por conta própria, mas esse efeito desaparece quando o ímã real da vizinhança é removido. Alumínio e magnésio são exemplos de materiais paramagnéticos.

Pode atendê -lo: qual é a eletricidade? (Com experimento)

Materiais verdadeiramente magnéticos: ferromagnetismo

As substâncias paramagnéticas são as mais abundantes de natureza. Mas existem materiais que são facilmente atraídos por ímãs permanentes.

Eles são capazes de adquirir magnetização para si mesmos. Isto é ferro, níquel, cobalto e terras raras, como Gadolinio e Disposium. Além disso, algumas ligas e compostos entre esses e outros minerais são conhecidos como materiais Ferromagnético.

Esse tipo de material experimenta uma resposta magnética muito intensa a um campo magnético externo, como um ímã, por exemplo. É por isso que as moedas de níquel grudam nos ímãs de bar. E por sua vez, os ímãs de barra aderem aos refrigeradores.

A permeabilidade magnética relativa dos materiais ferromagnéticos é muito maior que 1. Dentro eles têm pequenos ímãs chamados Dipolos magnéticos. Quando esses dipolos magnéticos estão alinhados, eles intensificam o efeito magnético dentro de materiais ferromagnéticos.

Quando esses dipolos magnéticos estão na presença de um campo externo, eles se alinham rapidamente a isso e o material adere ao ímã. Embora o campo externo seja suposto, afastar -se, continua sendo uma magnetização restante dentro do material.

Altas temperaturas causam distúrbios internos em todas as substâncias, produzindo o que é chamado de "agitação térmica". Com o calor, dipolos magnéticos perdem o alinhamento e o efeito magnético está desaparecendo.

A temperatura de Curie é a temperatura para a qual o efeito magnético desaparece completamente de um material. Para esse valor crítico, as substâncias ferromagnéticas são transformadas em paramagnéticas.

Dispositivos de armazenamento de dados, como fitas magnéticas e memórias magnéticas, utilizam o ferromagnetismo. Da mesma forma, com esses materiais, os ímãs de alta intensidade são fabricados com muitos usos em pesquisa.

Referências

1. Tipler, p., Mosca g. (2003). Física para Ciência e Tecnologia, Volume 2.  Reverte editorial. P. 810-821.
2. Zapata, f. (2003). Estudo de mineralogias associadas ao poço de petróleo de Guafita 8x pertencente ao Guafita Campo (Estado de apure) através de medições de suscetibilidade magnética e Mossbauer. Tese de diploma. Universidade Central da Venezuela.