6 أسباب لنزول ماء من اسفل الثلاجة (بعضها غير متوقع)

النفاذية المغناطيسية هي خاصية مادية تصف التغير في المجال المغناطيسي داخل المادة مقارنة بحقل المغنطة الذي توجد فيه، او بمعنى أخر هي مدى سهولة تأثر المادة بالمجال المغناطيسي المستحث. وبعبارة أخرى يمكننا القول بأن النفاذية المغناطيسية للمادة هي قدرتها على المغنطة، ويساعد هذا في تحديد مقدار التدفق المغناطيسي الذي يمكن أن تدعمه المادة، والذي سيمر عبرها.
إن للنفاذية المغناطيسية أهمية كبيرة في الصناعات المتنوعة، حيث تستخدم تطبيقات مثل المغناطيسات الكهربائية والمحولات والمحثات مواد ذات قيم نفاذية مغناطيسية عالية بشكل ملحوظ.

النفاذية المغناطيسية Magnetic Permeability

ما هي النفاذية المغناطيسية Magnetic Permeability

تعبر عن قدرة المادة على تمرير وتركيز خطوط القوى المغناطيسية. وللمواد المغناطيسية كالحديد والفولاذ عامل نفاذية مرتفع، أي إن معارضتها لخطوط القوى المغناطيسية منخفضة. أما المواد غير المغناطيسية كالهواء والبلاستيك، فلها عامل نفاذية مغناطيسية منخفض، أي إن معارضتها لخطوط القوى المغناطيسية مرتفع. فللهواء مثلا عامل نفاذية يساوي μ_o=4π x10 ^-7 ( هنري/متر)، بينما عامل
نفاذية حديد المحولات 2400 ( هنري/متر) أو أكثر .

من خصائص خطوط القوى المغناطيسية، أنها تمر في المسار الأسهل لها، فإذا وضعت قطعة حديد في الحفل المغناطيسي لمغناطيس، فإن خطوط القوى المغناطيسية تتجمع وتتجه عبر قطع الحديد، لأن الحديد يشكل لها ممرا أسهل من الهواء.

تعريف النفاذية المغناطيسية

يتم تعريف النفاذية المغناطيسية على أنها نسبة الحث المغناطيسي إلى الكثافة المغناطيسية. وتساعدنا النفاذية المغناطيسية على قياس مقاومة المادة للمجال المغناطيسي أو قياس الدرجة التي يمكن أن يخترق بها المجال المغناطيسي المادة.، فإذا كانت المادة ذات نفاذية مغناطيسية أكبر، كلما زادت الموصلية لخطوط القوة المغناطيسية.

رمز معامل النفاذية المغناطيسية

هي كمية عددية ويشار إليها بالرمز μ.

وحدة قياس معامل النفاذية المغناطيسية

وحدة قياس معامل النفاذية المغناطيسية هي وحدة (SI) وهي هنري لكل متر (H/m) أو نيوتن لكل أمبير مربع.

العوامل المؤثرة على النفاذية المغناطيسية

تعتمد النفاذية أيضًا على عدة عوامل وهي:

• طبيعة المادة
• الرطوبة
• الموضع في الوسط
• درجة الحرارة
• تكرار القوة المطبقة.

تكون النفاذية المغناطيسية دائمًا إيجابية ويمكن أن تختلف باختلاف المجال المغناطيسي، ومن ناحية أخرى فإن عكس النفاذية المغناطيسية هو المترددية المغناطيسية.

قانون النفاذية المغناطيسية

يعطى معامل النفاذية المطلقة للمادة الممغنطة (μ) بالعلاقة الأتية:

μ=μ_o μ_r

حيث ان

μ_o معامل نفاذية الفراغ وقيمته 4π x10 ^-7 (هنري/متر).

μ_r معامل النفاذية النسبية للوسط المغناطيسي.

المواد غير المغناطيسية لها عامل نفاذية يعادل تقريبا عامل نفاذية الفراغ، أما المواد المغناطيسية لها عامل نفاذية مرتفع.

ويمكننا صياغة قانون النفاذية المغناطيسية على النحو التالي:

μ = B/H

حيث أن
 B هي الشدة المغناطيسية   H هي المجال المغناطيسي.

أنواع النفاذية المغناطيسية

تشمل الأنواع المختلفة للنفاذية ما يلي:

نفاذية الفراغ Permeability of Free Space

هي النسبة بين الشدة المغناطيسية في الفراغ والمجال المغناطيسي، ويتم تمثيل نفاذية الهواء أو الفراغ بـ القانون التالي:

 
μ_o = B_o /H

النفاذية المتوسطة Permeability of Medium

إنها نسبة الشدة المغناطيسية في الوسط والمجال المغناطيسي، ويتم التعبير عنها كما يلي:

 
μ = B/H

نفاذية نسبية Relative Permeability

النفاذية النسبية هي كمية بلا أبعاد. وهي نسبة كميتين لهما نفس الوحدات، وبالتالي فإن النفاذية النسبية ليس لها وحدة. النفاذية النسبية للمساحة الحرة تساوي واحد.

ويمكن التعبيرعنها على النحو التالي:

 
μ_{r =} μ/μ_m

النفاذية النسبية = (عدد خطوط الحث المغناطيسي لكل وحدة مساحة في المادة) / (عدد الخطوط لكل وحدة مساحة في الفراغ)

أنواع المواد على أساس النفاذية المغناطيسية

يمكن تصنيف المواد على أساس النفاذية المغناطيسية النسبية لها على النحو التالي:

مواد غير منفذة

غير منفذة صد أو توفير المعارضة للمجال المغناطيسي المستحث وتكون النفاذية المغناطيسية النسبية لها تساوي الواحد (μ_r=1) ،مثل (النحاس-الألومنيوم-البلاتين-الهيدروجين-الزجاج-الماس-التفلون-الخرسانة (الجافة)-الخشب-الهواء)

مواد مغناطيسية

ينجذب بشكل ضعيف إلى المجال المغناطيسي مع قيم نفاذية نسبية ثابتة أقل من الواحد (μ_{r < 1})  ولهذا السبب تنخفض كثافة التدفق المغناطيسي داخل المواد الديامغناطيسية قليلاً ، ويتم صد المواد المغناطيسية بشكل ضعيف في المجالات المغناطيسية الخارجية، مثل (البزموت -الجرافيت-الياقوت-نحاس-الكربون الانحلالي-ماء-الموصلات الفائقة)

مواد بارامغناطيسية

ينجذب بقوة إلى المجال المغناطيسي مع قيم نفاذية نسبية ثابتة أعلى قليلاً من الوحد  ولهذا السبب عندما يتم وضع مادة بارامغناطيسية في مجال خارجي، فإنها تصبح ممغنطة بشكل ضعيف في اتجاه المجال المغناطيسي، مثل (البلاتين-المغنيسيوم-الموليبدينوم-التنتالوم-الفريت (النيكل والزنك)-الليثيوم)

مواد مغناطيسية  حديدية

الحديد النقي والعديد من السبائك لها نفاذية نسبية أكبر من 100000؛ ومع زيادة مجال المغنطة، تزداد النفاذية النسبية. ولذلك، فإن المواد المغناطيسية لديها أقوى الخصائص المغناطيسية، ينجذب بشدة إلى المجال المغناطيسي ذي قيم النفاذية النسبية غير الخطية μr≥100، مثل ( حديد-النيكل-الكوبالت-فُولاَذ-سبائك)

المصادر
Magnetic Permeability
?What is Magnetic Permeability