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Physique de la perméabilité magnétique

Physique de la perméabilité magnétique
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Perméabilité magnétique, augmentation ou diminution relative du champ magnétique résultant à l'intérieur d'un matériau par rapport au champ magnétisant dans lequel se trouve le matériau donné; ou la propriété d'un matériau qui est égale à la densité de flux magnétique B établie dans le matériau par un champ magnétisant divisé par la force du champ magnétique H du champ magnétisant. La perméabilité magnétique μ (mu grec) est ainsi définie comme μ = B / H. La densité de flux magnétique B est une mesure du champ magnétique réel dans un matériau considéré comme une concentration de lignes de champ magnétique, ou flux, par unité de section transversale. L'intensité du champ magnétique H est une mesure du champ magnétisant produit par le flux de courant électrique dans une bobine de fil.

Dans un espace vide ou libre, la densité de flux magnétique est la même que le champ magnétisant car il n'y a pas lieu de modifier le champ. En unités centimètre-gramme seconde (cgs), la perméabilité B / H de l'espace est sans dimension et a une valeur de 1. En unités mètre-kilogramme-seconde (mks) et SI, B et H ont des dimensions différentes et la perméabilité d'espace libre (symbolisé μ 0) a été défini comme égal à 4π × 10 - 7 weber par ampère-mètre de sorte que l'unité mks de courant électrique puisse être la même que l'unité pratique, l'ampère. Avec la redéfinition de l'ampère en 2019, μ 0 n'est plus égal à 4π × 10 - 7 weber par ampère-mètre et doit être déterminé expérimentalement. (Cependant, [μ 0 / 4π × 10 - 7] est 1,00000000055, toujours très proche de sa valeur précédente.) Dans ces systèmes, la perméabilité, B / H, est appelée la perméabilité absolue μ du milieu. La perméabilité relative μ r est alors définie comme le rapport μ / μ 0, qui est sans dimension. Ainsi, la perméabilité relative de l'espace libre, ou vide, est de 1.

Les matériaux peuvent être classés magnétiquement en fonction de leur perméabilité. Un matériau diamagnétique a une perméabilité relative constante légèrement inférieure à 1. Lorsqu'un matériau diamagnétique, tel que le bismuth, est placé dans un champ magnétique, le champ externe est partiellement expulsé et la densité de flux magnétique à l'intérieur est légèrement réduite. Un matériau paramagnétique a une perméabilité relative constante légèrement supérieure à 1. Lorsqu'un matériau paramagnétique, tel que le platine, est placé dans un champ magnétique, il devient légèrement magnétisé dans la direction du champ externe. Un matériau ferromagnétique, tel que le fer, n'a pas une perméabilité relative constante. À mesure que le champ magnétisant augmente, la perméabilité relative augmente, atteint un maximum, puis diminue. Le fer purifié et de nombreux alliages magnétiques ont des perméabilités relatives maximales de 100 000 ou plus.