A permeabilidade magnética é uma propriedade dos materiais que mede a capacidade de um material de permitir a passagem de linhas de campo magnético. A constante de permeabilidade magnética é uma medida da facilidade com que um material pode ser magnetizado, e é importante para a determinação da força magnética em um circuito magnético. Uma tabela de permeabilidade magnética pode ser utilizada para comparar os valores de permeabilidade de diferentes materiais e facilitar o projeto e análise de dispositivos magnéticos. Neste contexto, a permeabilidade magnética é essencial para o funcionamento de transformadores, motores elétricos e outros dispositivos elétricos e eletrônicos.
Descubra o método para calcular a permeabilidade magnética de materiais utilizando equações específicas.
A permeabilidade magnética é uma grandeza que caracteriza a capacidade de um material de se magnetizar em resposta a um campo magnético aplicado. Ela é representada pela letra grega μ e pode ser calculada utilizando equações específicas.
Para calcular a permeabilidade magnética de um material, é necessário conhecer a constante magnética do vácuo, que é aproximadamente igual a 4π x 10^-7 N/A². Com essa informação, a permeabilidade magnética do material pode ser calculada pela fórmula:
μ = B / (μ₀ * H)
Onde:
– μ é a permeabilidade magnética do material,
– B é a densidade de fluxo magnético,
– μ₀ é a constante magnética do vácuo,
– H é a intensidade do campo magnético.
Outra forma de calcular a permeabilidade magnética é utilizando a relação entre a permeabilidade magnética e a susceptibilidade magnética do material. Essa relação é dada por:
μ = μ₀ * (1 + χ)
Onde:
– μ é a permeabilidade magnética do material,
– μ₀ é a constante magnética do vácuo,
– χ é a susceptibilidade magnética do material.
Para encontrar a permeabilidade magnética de um material específico, é possível consultar uma tabela que contém os valores de permeabilidade magnética para diversos materiais em diferentes condições. Essa tabela é uma ferramenta útil para engenheiros e pesquisadores que trabalham com materiais magnéticos.
Utilizando equações específicas e consultando tabelas de valores, é possível calcular e encontrar a permeabilidade magnética de diferentes materiais de forma precisa.
Significado e valor da constante de permeabilidade magnética.
A constante de permeabilidade magnética, representada pela letra grega μ (mi), é uma grandeza física que descreve a capacidade de um material de permitir a passagem de linhas de campo magnético. Ela é uma medida da facilidade com que um material pode ser magnetizado e é fundamental para entender o comportamento magnético dos materiais.
O valor da constante de permeabilidade magnética no vácuo é aproximadamente igual a 4π x 10^-7 N/A^2, o que significa que o vácuo é um meio com alta capacidade de permitir a passagem de linhas de campo magnético. Já em outros materiais, como ferro, a constante de permeabilidade magnética é maior, o que indica uma maior facilidade de magnetização.
É importante ressaltar que a constante de permeabilidade magnética varia de acordo com o material em questão, sendo essencial para determinar as propriedades magnéticas de cada substância. Por isso, é comum encontrar tabelas que apresentam os valores da constante de permeabilidade magnética para diferentes materiais, facilitando o estudo e a compreensão do magnetismo.
Seu valor varia de acordo com o material em questão e é representado pela letra grega μ (mi).
Qual é a constante de permeabilidade magnética e qual é o seu valor exato?
A constante de permeabilidade magnética é uma grandeza física que descreve a capacidade de um material em permitir a passagem de linhas de campo magnético. Ela é representada pela letra grega µ (mi) e possui um valor exato de aproximadamente 4π x 10^-7 henrys por metro (H/m) no vácuo. Esta constante é fundamental na descrição do comportamento magnético dos materiais e é utilizada em diversas áreas da física e engenharia.
Em materiais magnéticos, a constante de permeabilidade magnética pode variar de acordo com as propriedades do material. Por exemplo, em materiais ferromagnéticos, como o ferro e o níquel, a permeabilidade magnética é muito maior do que no vácuo, o que os torna excelentes condutores de fluxo magnético. Já em materiais diamagnéticos, a permeabilidade magnética é menor do que no vácuo, o que os torna repelidos por campos magnéticos.
Para facilitar o uso da constante de permeabilidade magnética em cálculos e análises, foi criada uma tabela que lista os valores da permeabilidade magnética para diversos materiais em relação ao vácuo. Essa tabela é uma ferramenta essencial para engenheiros e cientistas que trabalham com campos magnéticos e materiais magnéticos, permitindo a rápida consulta dos valores de permeabilidade para diferentes substâncias.
Ela é utilizada em uma variedade de aplicações e sua tabela de valores é uma ferramenta importante para profissionais das áreas de física e engenharia.
Significado da constante de permeabilidade em um material: entenda sua importância na física.
Permeabilidade magnética: constante e tabela
A constante de permeabilidade em um material é uma medida da capacidade desse material de permitir a passagem de um campo magnético. Em outras palavras, a constante de permeabilidade indica o quanto um material é capaz de se magnetizar em resposta a um campo magnético externo. Essa propriedade é de extrema importância na física, especialmente na área de magnetismo e eletromagnetismo.
A constante de permeabilidade é representada pela letra grega μ (mi) e pode variar de acordo com o material em questão. Materiais como o vácuo, o ar e o ferro possuem diferentes valores de permeabilidade magnética, o que influencia diretamente em suas propriedades magnéticas. Por exemplo, materiais com alta permeabilidade magnética são amplamente utilizados em aplicações que envolvem a manipulação de campos magnéticos, como em transformadores e motores elétricos.
Entender a constante de permeabilidade de um material é essencial para projetar dispositivos e sistemas que dependem do magnetismo. Além disso, a constante de permeabilidade também desempenha um papel fundamental na formulação de equações e teorias que descrevem o comportamento dos materiais em presença de campos magnéticos.
Seu valor determina as propriedades magnéticas de um material e influencia diretamente em sua aplicação em diversas áreas da física e da engenharia.
Permeabilidade magnética: constante e tabela
A permeabilidade magnética é a quantidade física da propriedade da matéria para gerar seu próprio campo magnético, quando é permeado por um campo magnético externo.
Ambos os campos: o externo e o próprio, se sobrepõem, dando um campo resultante.Al, independente do material, campo externo é chamado de força do campo magnético H , enquanto que a sobreposição do campo exterior mais o material é induzida na indução magnética B .
Quando se trata de materiais homogêneos e isotrópicos, os campos H e B são proporcionais. E a constante de proporcionalidade (escalar e positiva) é a permeabilidade magnética, denotada pela letra grega μ:
B = μ H
No Sistema Internacional SI, a indução magnética B é medida em Tesla (T), enquanto a força do campo magnético H é medida em Ampere no medidor (A / m).
Como μ deve garantir homogeneidade dimensional na equação, a unidade de μ no sistema SI é:
[μ] = (Tesla) / Ampere = (T ⋅ m) / A
Permeabilidade magnética a vácuo
Vamos ver como os campos magnéticos são produzidos, cujos valores absolutos denotamos por B e H , em uma bobina ou solenóide. A partir daí, o conceito de permeabilidade ao vácuo magnético será introduzido.
O solenóide consiste em um condutor espiralado. Cada volta da espiral é chamada de espiral . Se a corrente é passada i pelo solenóide, em seguida, que tem um electroíman que produz um campo magnético B .
Além disso, o valor da indução magnética B é maior à medida que a corrente i aumenta. E também quando a densidade de voltas n aumenta (número N de voltas entre o comprimento d do solenóide).
O outro fator que afeta o valor do campo magnético produzido por um solenóide é a permeabilidade magnética μ do material interno. Por fim, a magnitude desse campo é:
B = μ. i. n = μ. i. (N / A)
Conforme declarado na seção anterior, a força do campo magnético H é:
H = i. (N / A)
Esse campo de magnitude H, que depende apenas da corrente circulante e da densidade de enrolamento do solenóide, “permeia” o material de permeabilidade magnética μ , fazendo com que ele se magnetize.
Em seguida, é produzido um campo total de magnitude B , que depende do material dentro do solenóide .
Solenóide no vácuo
Da mesma forma, se o material no interior do solenóide for vácuo, o campo H “permeia” o vácuo produzindo um campo B. A proporção entre o campo B no vácuo e o H produzido pelo solenóide define a permeabilidade do vácuo. , cujo valor é:
μ o = 4π x 10 -7 (T⋅m) / A
Acontece que o valor anterior era uma definição exata até 20 de maio de 2019. A partir dessa data, foi feita uma revisão do Sistema Internacional, o que leva a μ ou pode ser medido experimentalmente.
No entanto, as medidas tomadas até o momento indicam que esse valor é extremamente preciso.
Tabela de permeabilidade magnética
Os materiais têm uma permeabilidade magnética característica. Agora, é possível encontrar permeabilidade magnética com outras unidades. Por exemplo, vamos pegar a unidade de indutância, que é o henry (H):
1H = 1 (t ⋅ m 2 ) / A .
Comparando esta unidade com a que ocorreu no início, percebe-se uma similaridade, embora a diferença seja o metro quadrado que o Henry possui. Por esse motivo, a permeabilidade magnética é considerada uma indutância por unidade de comprimento:
[µ] = H / m .
A permeabilidade magnética μ está intimamente relacionada a outra propriedade física dos materiais, chamada susceptibilidade magnética χ , que é definida como:
μ = μ o (1 + χ)
Na expressão anterior μ o, é a permeabilidade magnética do vácuo .
A susceptibilidade magnética χ é proporcionalidade entre o campo externo H e a magnetização do material M .
Permeabilidade relativa
É muito comum expressar permeabilidade magnética em relação à permeabilidade ao vácuo. É conhecida como permeabilidade relativa e é apenas a razão entre a permeabilidade do material em relação à do vácuo.
De acordo com esta definição, a permeabilidade relativa não possui unidades. Mas é um conceito útil para classificar materiais.
Por exemplo, os materiais são ferromagnéticos , desde que sua permeabilidade relativa seja muito maior que a unidade.
Da mesma forma, as substâncias paramagnéticas têm permeabilidade relativa logo acima de 1.
E, finalmente, os materiais diamagnéticos têm permeabilidades relativas logo abaixo da unidade. A razão é que eles magnetizam de tal maneira que produzem um campo que se opõe ao campo magnético externo.
Deve-se mencionar que os materiais ferromagnéticos têm um fenômeno conhecido como “histerese”, no qual mantêm a memória dos campos aplicados anteriormente. Sob esse recurso, eles podem formar um ímã permanente.
Devido à memória magnética dos materiais ferromagnéticos, as memórias dos computadores digitais originais eram pequenos toróides de ferrite perfurados por condutores. Lá eles armazenaram, extraíram ou excluíram o conteúdo (1 ou 0) da memória.
Os materiais e sua permeabilidade
Aqui estão alguns materiais, com sua permeabilidade magnética em H / me entre parênteses sua permeabilidade relativa:
Ferro: 6,3 x 10 -3 ( 5000)
Ferro de cobalto : 2,3 x 10 -2 ( 18000)
Níquel-ferro: 1,25 x 10 -1 ( 100.000)
Zinco-manganês: 2,5 x 10 -2 ( 20000)
Aço carbono: 1,26 x 10 -4 ( 100)
Ímã de neodímio: 1,32 x 10-5 ( 1,05)
Platina: 1,26 x 10 -6 1.0003
Alumínio: 1,26 x 10 -6 1,00002
Ar 1.256 x 10 -6 ( 1.0000004)
Teflon 1.256 x 10 -6 ( 1.001001)
Madeira seca 1.256 x 10 -6 ( 1.0000003)
Cobre 1,27 x10 -6 ( 0,999)
Água pura 1,26 x 10 -6 ( 0,999992)
Supercondutor: 0 ( 0)
Análise de tabela
Observando os valores nesta tabela, pode-se ver que existe um primeiro grupo com permeabilidade magnética em relação ao vácuo com valores altos. São materiais ferromagnéticos, muito adequados para a fabricação de eletroímãs para a produção de grandes campos magnéticos.
Então temos um segundo grupo de materiais, com permeabilidade magnética relativa logo acima de 1. Estes são materiais paramagnéticos.
Então, materiais com permeabilidade magnética relativa podem ser vistos logo abaixo da unidade. Estes são materiais diamagnéticos, como água pura e cobre.
Finalmente, temos um supercondutor. Os supercondutores têm permeabilidade magnética zero porque exclui completamente o campo magnético interno. Os supercondutores não servem para serem usados no núcleo de um eletroímã.
No entanto, eletroímãs supercondutores são geralmente construídos, mas o supercondutor é usado no enrolamento para estabelecer correntes elétricas muito altas que produzem campos magnéticos altos.
Referências
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- Youtube Magnetismo 5 – Permeabilidade. Recuperado de: youtube.com
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