Relativní permeabilita

Tabulka uvádí relativní permeabilitu μ_r vybraných látek za normálních podmínek. Veličina je bezrozměrná a charakterizuje, jak silně látka ovlivňuje magnetické pole, do kterého je vložena.

Relativní permeabilita μ_r vyjadřuje poměr magnetické indukce v dané látce k magnetické indukci ve vakuu při stejném vnějším poli. Hodnota určuje, jak látka magnetické pole „zesiluje" nebo „zeslabuje". Souvisí s relativní susceptibilitou χ_m jednoduchým vztahem:

μ_r = 1 + χ_m

Podle hodnoty μ_r rozdělujeme látky do tří kategorií:

χ_m < 0; μ_r < 1 — diamagnetické látky (magnetické pole mírně zeslabují)
χ_m > 0; μ_r > 1 — paramagnetické látky (mírně zesilují)
χ_m >> 0; μ_r >> 1 — feromagnetické látky (silně zesilují, hodnoty 10² až 10⁵)

Tabulky

*Relativní permeabilita* vybraných látek:
Látka	μ_r
Paramagnetické látky
Hliník	1,000 023
Kyslík kapalný (O2)	1,003 620
Kyslík plynný (O2)	1,000 001 86
Platina	1,000 264
Diamagnetické látky
Bizmut	0,999 848
Kuchyňská sůl	0,999 984 1
Měď	0,999 990
Voda	0,999 991
Feromagnetické látky (orientačně)
Železo (čisté)	~ 5 000
Nikl	~ 600
Ferit	16 až 10 000
Permalloy	~ 100 000
Mu-metal	80 000 až 100 000

Hodnoty relativní permeability závisí na čistotě materiálu. U feromagnetik jsou navíc závislé na intenzitě pole, teplotě a mechanickém zpracování — uvedené údaje jsou typické, nikoli univerzálně platné.

Zdroj: [17]

Externí zdroje k tématu: Wikipedie — Permeabilita — Wikipedie — Curieova teplota — Wikipedia — Mu-metal

Závislost na podmínkách

U paramagnetik a diamagnetik je hodnota μ_r blízká 1 a v běžném rozsahu teplot prakticky konstantní. U feromagnetik je situace podstatně složitější:

Závislost na intenzitě pole: Permeabilita feromagnetik není konstanta, ale funkce vnější intenzity H. Pro každou látku existuje optimum, kde μ_r dosahuje maxima. V praxi se používají hysterezní křivky, na nichž lze odečíst počáteční i maximální permeabilitu.
Závislost na teplotě: Nad tzv. Curieovou teplotou přestává látka být feromagnetická a chová se jako paramagnetická. Železo: 770 °C, kobalt: 1 121 °C, nikl: 358 °C. Pojem zavedl francouzský fyzik Pierre Curie.
Závislost na čistotě a struktuře: I malá nečistota nebo mechanická deformace může hodnotu μ_r řádově změnit. Slitiny s extrémně vysokou permeabilitou (permalloy, mu-metal) vyžadují speciální tepelné zpracování v magnetickém poli.

Časté otázky

Co je vakuová permeabilita?: Vakuová permeabilita μ₀ je fyzikální konstanta s hodnotou přibližně 4π · 10^-7 H·m^-1 (1,257 · 10^-6 H·m^-1). Absolutní permeabilita látky se získá vynásobením relativní permeability vakuovou: μ = μ_r · μ₀.
Proč má voda μ_r menší než 1?: Voda patří mezi diamagnetické látky — její molekuly nemají vlastní magnetický moment a v magnetickém poli vzniká indukovaný moment proti směru pole. Voda proto magnetické pole velmi mírně zeslabuje a od magnetu se slabě odpuzuje (efekt je viditelný jen v silných polích).
Co je supravodič z hlediska permeability?: Supravodič je dokonalé diamagnetikum — magnetické pole z jeho objemu úplně vypudí (Meissnerův-Ochsenfeldův jev). Jeho relativní permeabilita je μ_r = 0 a magnetická susceptibilita χ_m = -1. Této vlastnosti se využívá při magnetické levitaci.