MANYETİK GEÇİRGENLİK & MANYETİK DUYARLILIK NEDİR ?
Manyetik Geçirgenlik nedir ? Manyetik geçirgenlik nasıl gösterilir ? Manyetik duyarlılık nedir ? Manyetik duyarlılık nasıl ölçülür ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Manyetik Geçirgenlik ve Manyetik Duyarlılık nedir adlı yazımızla karşınızdayız.
Başlayalım ;
MANYETİK GEÇİRGENLİK – DUYARLILIK
Manyetik Geçirgenliğin Tanımı ;
Manyetik geçirgenlik, bir malzemenin, kendisine uygulanan bir elektromanyetik alan içerisinde kendi içinden geçmesi için, ne kadar elektromanyetik akıyı destekleyebildiğinin ölçüsüdür.Diğer bir deyişle, bir malzemenin manyetik geçirgenliği, manyetizasyon kapasitesinin derecesidir.
Manyetik Geçirgenliğin Gösterimi
Manyetik geçirgenlik bir Yunan harfidir. 1885 yılında, Matematikçi Oliver Heaviside, manyetik geçirgenliği μ olarak adlandırmıştır.
Herhangi bir malzeme veya ortamın geçirgenliği nasıl bulunur ?
Elektromanyetizmada H, manyetik dipol organizasyonlarının manyetik alan yoğunluğu B ile herhangi bir malzeme veya ortamda kabiliyetini gösteren mıknatıslama kuvveti olarak bilinir.B ve H arasındaki ilişki doğrudan orantılıdır, yani B α H.
Veya, B = μH, burada, μ malzemenin veya ortamın orantılı sabitidir ve manyetik geçirgenlik olarak adlandırılır.
Bu durumda şu şekilde yazabiliriz ;
Formül = μ = B/ H
Yani, diğer bir deyişle manyetik geçirgenlik, bir malzemenin manyetik akı yoğunluğunun (B) elektro-mıknatıslama kuvvetine (H) oranı olarak tanımlanır.
Elektromanyetik Geçirgenlik Birimi :
Elektromanyetik Geçirgenlik birimi Henry/metre veya Newton/sq-amper’dir.
Boş Alanda Geçirgenlik :
Serbest hızda geçirgenlik, μ0 olarak belirtilir.Değeri 4ᴫ × 10^-7 H/m’dir.Bu geçirgenlik değeri, geçirgenlik sabiti olarak kabul edilen standart değer olarak alınır.
Başka bir Ortam veya Madde Geçirgenliği :
Başka bir ortam veya maddenin geçirgenliği sadece μ olarak belirtilmiştir.Göreceli geçirgenlik, herhangi bir maddenin geçirgenliğinin serbest alanlara oranıdır ve μr olarak ifade edilir.
Formül = μr = μ/ μ0
Yani, herhangi bir ortam veya malzemenin geçirgenliği;
Formül = μ = μr x μ0
Geçirgenliği Etkileyen Faktörler ;
Herhangi bir malzemenin geçirgenliği birkaç faktöre bağlıdır:
Nem
Sıcaklık
Ortamdaki pozisyonu
Uygulanan alanın frekansı/sıklığı
Geçirgenliğe Göre Malzemelerin Sınıflandırılması ;
Diamagnetic: μr, 1’den küçüktür, bu materyal, dış manyetik alana karşıdır.
Paramanyetik: μr yaklaşık 1 civarındadır fakat tam olarak 1 değil, bu malzeme dış manyetik alan tarafından zayıf bir şekilde çekilmektedir.
Ferromanyetik: μr , 1’den büyüktür, bu malzeme, güçlü bir manyetik alan tarafından çekilir.
Geçirgenliğin karmaşık formu nedir?
Kompleks geçirgenlik, yüksek frekanslı manyetik alan etkileri için hesaba katılır.H ve B arasında bir faz gecikmesi oluşturulur.
Formül = μ = μ’ – jμ’’
Manyetik Duyarlılık
Manyetik duyarlılık terimini tanımlamadan önce, manyetik alan (H), manyetik akı yoğunluğu (B) ve manyetik geçirgenlik (µ) gibi bazı terimleri bilmemiz gerekir.
Manyetik alan: Alanın uygulandığı ortamdan yayılan kuvvet çizgileri üretilecektir.
Manyetik akı yoğunluğu: Birim alandaki kuvvet çizgileri miktarı.
Manyetik geçirgenlik: Manyetik alan ve manyetik akı yoğunluğu arasındaki ilişkiyi ifade eder. (B = µH)
Şimdi, Manyetik duyarlılık basitçe, bir maddenin çevresel bir manyetik alan uygulayarak manyetize edilebilme derecesinin ölçümü olarak tanımlanabilir. Bu (Yunan harf chi) ile gösterilir.
Şu şekilde ölçülebilir ; x = M / H
M – Malzemenin manyetizasyonu
H – Uygulamalı çevresel manyetik alan kuvveti
Manyetik duyarlılık aslında çevresel manyetik alanın uygulanmasıyla elektronların ve çekirdeklerin karşılıklı etkisinden kaynaklanır. Yani, uygulanan çevresel alana karşı olan ya da yoğunlaşan bir c cereyanı içinde gerçekleşir. Uygulanan manyetik alana karşı çıkarsa, sonuç diamagnetizm olacaktır.
Eğer alanı yoğunlaştırırsa (aynı manyetik alan yönünde dönen elektronlar ve çekirdekler), yoğunlaşma derecesine bağlı olarak paramanyetik veya ferromanyetik veya süper manyetizma ile sonuçlanır.
Farklı manyetik maddelerin manyetik duyarlılık (X) değeri aralığı
Diamagnetik maddeler: X <0
Paramanyetik maddeler: 1>X> 0
Süper paramanyetik ve ferromanyetik maddeler: X >> 1
Şimdi, B0’ın bir çevresel manyetik alanı altına yerleştirilen M Mıknatısı olan bir malzemeyi ve boş alanın manyetik geçirgenliğinin µ0 olduğunu düşünün.Daha sonra, çevresel manyetik alan uygulandıktan sonra malzemedeki toplam manyetik alan,
Formül = B = B0 + u0M
Malzemenin iç manyetik alanı göz önüne alındığında, µ0, µ = Km x µ0 ile verilen µ ile ifade edilebilir. Burada, Km göreceli geçirgenlik anlamındadır.Malzemenin uygulanan manyetik alanla herhangi bir iç manyetizma üretmemesi durumunda, Km değeri 1’e eşit olacaktır. Km> 1 olduğunda, çevresel bir manyetik alanın uygulanması nedeniyle malzeme manyetize edilir.X , Km ile ilgili olabilir, yani burada X ile , göreceli geçirgenliğin birinden ne kadar farklı olduğu tanımlanır.
Formül = Xm = Km – 1
Not : Xm ve Km aynı bilgileri verecektir. Her iki büyüklük de boyutsuzdur.
Manyetik Duyarlılık ve Sıcaklık
Paramanyetik malzeme sadece belirli bir sıcaklığın üzerinde olduğunda manyetik durumunda olacaktır.Bu sıcaklığa Curie sıcaklığı denir.
Manyetik duyarlılık ile ilişkisinin Curie yasası ile açıklandığı,
Formül = X = C/T
C – Curie sabiti.
T – Kelvin’de sıcaklık.
Zayıf etkileşimli elektronlara sahip paramanyetik malzeme, verilen Curie-Weiss yasasına uymak zorundadır.
Formül = Xm = C / T + ϴ
Xm – Molar manyetik duyarlılık
ϴ – Weiss sabiti
Curie-Weiss grafiği, 1/Xm dizi sıcaklığının grafiğini çizerek elde edilebilir.Bu grafikten, eğriyi tersine çevirerek curie sabitini elde ederiz.Aynı zamanda Weiss sabitini y-kesişim noktasından elde edilebiliriz. Curie-Weiss yasası varsa, plotlama doğrusal olmalıdır.
Manyetik Duyarlılık Ölçümü
Temel olarak, bir osilatör devresinde bir sensör bulunmaktadır.Düşük enerjili alternatif bir manyetik alan üretir.Manyetik duyarlılığa sahip herhangi bir malzeme, sensör bölgesine yakın oalcak şekilde yerleştirildiğinde, osilatör frekansında değişikliklere neden olur.
Darbeli frekans bilgisi elektronik malzemeler tarafından manyetik duyarlılığa dönüştürülür.Manyetik duyarlılık ölçümünde kullanılan farklı yöntemler de vardır.
Bunlar Faraday’ın ölçeği, Guoy’un ölçeği, MR yöntemini kullanan indüktif yöntemi vb.
MANYETİK GEÇİRGENLİK & MANYETİK DUYARLILIK NEDİR SONUÇ :
Bugün Manyetik Geçirgenlik ve Manyetik Duyarlılık Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Ayrı ayrı Manyetik Geçirgenlik ve Manyetik Duyarlılık konuları üzerinde durduk.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.
İyi Çalışmalar