O que é permeabilidade relativa?

A permeabilidade relativa é a medida da capacidade de um material para ser atravessado por uma corrente sem perder a sua relação Features- de outro material que serve como uma referência.É calculada como a razão entre a permeabilidade do material em estudo e a do material de referência. Portanto, é uma quantidade que não possui dimensões.

De um modo geral, quando se fala em permeabilidade, pensa-se em um fluxo de fluidos, geralmente água. Mas há também outros elementos capazes de atravessar substâncias, por exemplo, campos magnéticos. Neste caso, falamos sobre permeabilidade magnética e permeabilidade magnética relativa .

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O níquel tem uma alta permeabilidade magnética relativa, de modo que as moedas aderem fortemente ao ímã. Fonte: Pixabay.com

A permeabilidade dos materiais é uma propriedade muito interessante, independentemente do tipo de fluxo que passa por eles. Graças a ela, é possível prever como esses materiais se comportarão em circunstâncias muito variadas.

Por exemplo, a permeabilidade dos solos é muito importante quando se trata de construir estruturas como drenos, pavimentos e muito mais. Mesmo para as culturas, a permeabilidade do solo é relevante.

Por toda a vida, a permeabilidade das membranas celulares permite que a célula seja seletiva, passando as substâncias necessárias, como nutrientes e rejeitando outras que podem ser prejudiciais.

Quanto à permeabilidade magnética relativa, ela nos fornece informações sobre a resposta dos materiais aos campos magnéticos causados ​​por ímãs ou fios com corrente. Tais elementos são abundantes na tecnologia que nos cerca, por isso vale a pena investigar quais efeitos eles têm sobre os materiais.

Permeabilidade magnética relativa

Uma aplicação muito interessante das ondas eletromagnéticas é facilitar a exploração de petróleo.Baseia-se em saber o quanto a onda é capaz de penetrar no subsolo antes de ser atenuada por ela.

Isso fornece uma boa idéia do tipo de rochas encontradas em um determinado local, pois cada rocha possui uma permeabilidade magnética relativa diferente, dependendo de sua composição.

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Como foi dito no início, sempre que se fala em permeabilidade relativa , o termo “relativo” exige a comparação da magnitude em questão de um determinado material, com a de outro que serve de referência.

Isso é sempre aplicável, independentemente da permeabilidade a um líquido ou a um campo magnético.

O vácuo tem permeabilidade, pois as ondas eletromagnéticas não têm problema em se mover para lá. É uma boa idéia tomá-lo como um valor de referência para encontrar a permeabilidade magnética relativa de qualquer material.

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

μ o = 4π. 10 -7 Tm / A (Tesla. Metro / Ampere).

Essa constante faz parte da natureza e está ligada, juntamente com a permissividade elétrica, ao valor da velocidade da luz no vácuo.

Para encontrar a permeabilidade magnética relativa, você deve comparar a resposta magnética de um material em dois meios diferentes, um dos quais é o vácuo.

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

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E a permeabilidade em relação μ r do meio, é a relação entre B e B ou : μ r = B / B ou . É uma quantidade sem dimensão, como você pode ver.

Classificação dos materiais de acordo com a sua permeabilidade magnética relativa

A permeabilidade magnética relativa é uma quantidade adimensional e positiva, sendo o quociente 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 ou = μ / μ ou

μ = μ r . μ o

Essa magnitude descreve como a resposta magnética de um meio é comparada à resposta no vácuo.

No entanto, a permeabilidade magnética relativa pode ser igual a 1, menor que 1 ou maior que 1. Isso depende do material em questão e também da temperatura.

  • Obviamente, se µ r = 1, o meio é o vácuo.
  • 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. À medida que a temperatura de um material aumenta, ele se torna desordenado internamente, diminuindo sua resposta magnética.

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Materiais diamagnéticos e paramagnéticos

Os materiais diamagnéticos respondem negativamente aos campos magnéticos e os repelem. Michael Faraday (1791-1867) descobriu essa propriedade em 1846, quando descobriu que um pedaço de bismuto era 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, essa propriedade não é exclusiva desse 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 muitos outros são materiais diamagnéticos.

Por outro lado, os materiais paramagnéticos têm uma magnetização própria. 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 o .

Perto de um ímã, eles também podem ser magnetizados e se tornar ímãs por conta própria, mas esse efeito desaparece quando o verdadeiro ímã é removido das proximidades. Alumínio e magnésio são exemplos de materiais paramagnéticos.

Os materiais verdadeiramente magnéticos: ferromagnetismo

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

Eles são capazes de adquirir magnetização por si mesmos. É ferro, níquel, cobalto e terras raras, como gadolínio e disprósio. Além disso, algumas ligas e compostos entre esses e outros minerais são conhecidos como materiais ferromagnéticos .

Esse tipo de material sofre uma resposta magnética muito forte a um campo magnético externo, como um ímã, por exemplo. É por isso que as moedas de níquel aderem aos ímãs de barra. Por sua vez, os ímãs da barra aderem aos refrigeradores.

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A permeabilidade magnética relativa dos materiais ferromagnéticos é muito maior que 1. No interior, eles têm pequenos ímãs chamados dipolos magnéticos . Ao alinhar esses dipolos magnéticos, eles intensificam o efeito magnético dentro dos materiais ferromagnéticos.

Quando esses dipolos magnéticos estão na presença de um campo externo, eles rapidamente se alinham ao lado dele e o material adere ao ímã. Embora o campo externo seja suprimido, afastando o ímã, resta uma magnetização restante dentro do material.

Altas temperaturas causam desordem interna em todas as substâncias, produzindo o que é chamado de “agitação térmica”. Com o calor, os dipolos magnéticos perdem o alinhamento e o efeito magnético desaparece.

A temperatura Curie é a temperatura na qual o efeito magnético desaparece completamente de um material. Nesse valor crítico, as substâncias ferromagnéticas se tornam paramagnéticas.

Dispositivos para armazenar dados, como fitas magnéticas e memórias magnéticas, fazem uso de ferromagnetismo. Também com esses materiais, 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 associado ao poço de petróleo Guafita 8x pertencente ao campo de Guafita (Estado Apure) por meio de medidas de Susceptibilidade Magnética e Espectroscopia Mossbauer . Trabalho em grau especial. Universidade Central da Venezuela.

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