Permeabilidade: Definición Unidades e Coeficiente

Electrical4u

Campo: Electrónica Básica

China

Que é a permeabilidade?

A permeabilidade define-se como unha medida da facilidade con que o fluxo magnético pode ser admitido a través dun material ou dun circuíto magnético. A permeabilidade é o inverso da relutancia. A permeabilidade é directamente proporcional ao fluxo magnético e denótase coa letra P.

$Permeance (P) = \frac {1} {Reluctance(S)}$

$\begin{align*} P = \frac {\phi} {NI} \ Wb/AT \end{align*}$

Desta ecuación podemos dicir que a cantidade de fluxo magnético para un número de voltas-ampere depende da permeabilidade.

En termos de permeabilidade magnética, a permeabilidade dáse por

$\begin{align*} P = \frac {\mu_0 \mu_r A} {l} = \frac {\mu A} {l} \end{align*}$

Onde,

$\mu_0$ = Permeabilidade do espazo libre (vacío) = $4\pi * 10^-^7$ Henry/metro
$\mu_r$ = Permeabilidade relativa dun material magnético
$l$ = Lonxitude do camiño magnético en metros
$A$ = Área da sección transversal en metros cadrados ( $m^2$ )

Nunha circuito eléctrico, a conductancia é o grao no que un obxecto conduce a electricidade; de forma semellante, a permeancia é o grao no que o fluxo magnético conduce nun circuito magnético. Polo tanto, a permeancia é maior para seccións transversais maiores e menor para seccións transversais menores. Este concepto de permeancia nun circuito magnético é análogo á conductancia nun circuito eléctrico.

Relutancia vs Permeancia

As diferenzas entre relutancia e permeancia foron discutidas na táboa a continuación.

Reluctance =\frac{m.m.f}{flux} = \frac{NI}{\phi}

Permeance = \frac {flux}{m.m.f} =\frac {\phi}{NI}

Unidades de permeancia

As unidades de permeancia son Weber por amperio-voltas (Wb/AT) ou Henry.

Fluxo magnético total (ø) e permeancia (P) nun circuito magnético

O fluxo magnético dáse por

(1)

$\begin{equation*} \phi = \frac{m.m.f(F)}{Reluctance(S)} \end{equation*}$

pero $Permeance(P) = \frac{1}{Reluctance(S)}$

Usando esta relación na ecuación (1) obtemos,

(2)

$\begin{equation*} \phi = f * P \end{equation*}$

Agora, o fluxo magnético total i.e. $\phi_t$ para un circuito magnético completo é a suma do fluxo de intervalo de aire i.e. $\phi_g$ e o fluxo de fuga i.e. $\phi_l$ .

(3)

$\begin{equation*} \phi_t = \phi_g + \phi_l \end{equation*}$

Como sabemos, a permeabilidade dun circuito magnético dáse por

(4)

$\begin{equation*} P = \frac{\mu A}{l} \end{equation*}$

A partir da ecuación (4), podemos dicir que canto maior a área de sección transversal e a permeabilidade, e máis curto o camiño magnético, maior será a permeabilidade (ou sexa, menor a reluctancia ou resistencia magnética).

Agora, a permeabilidade total, é dicir, Pt para todo o circuito magnético, é a suma da permeabilidade do espazo de aire, é dicir, Pg e a permeabilidade de fuga, é dicir, Pf, que é causada polo fluxo magnético de fuga ( $\phi_l$ ).

(5)

$\begin{equation*} P_t = P_g + P_f \end{equation*}$

Cando hai máis dun espazo de aire no camiño magnético, a permeabilidade total exprésase como a suma da permeabilidade do espazo de aire e a permeabilidade de fuga de cada espazo do camiño magnético, é dicir, $P_f = P_f_1 + P_f_2 + P_f_3 + ..................... + P_f_n$ .

Por tanto, a permeabilidade total é

(6)

$\begin{equation*} P_t = P_g + P_f = P_f_1 + P_f_2 + P_f_3 + ..................... + P_f_n \end{equation*}$

Relación entre permeabilidade e coeficiente de fuga

O coeficiente de fuga é a relación entre o fluxo magnético total xerado polo imán no circuito magnético e o fluxo no intervalo de aire. Denótase por $\sigma$ .

(7)

$\begin{equation*} \sigma = \frac{\phi_t}{\phi_g} \end{equation*}$

A partir da ecuación (2) isto é, $\phi = f * P$ , substituíndo esta na ecuación (7) obtemos,

(8)

$\begin{equation*} \sigma = \frac{\phi_t}{\phi_g} = \frac{f_t * P_t} {f_g * P_g} \end{equation*}$

Agora na ecuación (8) a relación $\frac{f_t}{f_g}$ é o coeficiente de perda da forza magnética que está próximo a 1 e Pt = Pg + Pf, Poñendo isto na ecuación (8) obtemos,

$\begin{equation*} \sigma = \frac{P_g + P_f}{P_g}= 1 + \frac{P_f}{P_g} \end{equation*}$

Para máis dun espazo de aire en un camiño magnético, o coeficiente de fuga dáse por,

(10)

$\begin{equation*} \sigma = 1 + \frac{P_f_1 + P_f_2 + P_f_3+ ........................... + P_f_n}{P_g} \end{equation*}$

A ecuación anterior indica a relación entre a permeabilidade e o coeficiente de fuga.

Coeeficiente de permeabilidade

O coeficiente de permeabilidade define-se como a relación entre a densidade do fluxo magnético e a intensidade do campo magnético na pendente de operación da curva B-H.

Úsase para expresar o "punto de operación" ou "pendente de operación" do imán na liña de carga ou curva B-H. Polo tanto, o coeficiente de permeabilidade é moi útil no deseño de circuitos magnéticos. Denótase por PC.

$\begin{align*} P_C = \frac {B_d}{H_d} \end{align*}$

Onde,

$B_d$ = Densidade do fluxo magnético no punto de operación da curva B-H
$H_d$ = Intensidade do campo magnético no punto de operación da curva B-H

No gráfico superior, a liña recta OP que pasa entre a orixe e o $B_d$ e $H_d$ puntos na curva B-H (tamén chamada curva de desmagnetización) chámase liña de permeancia e a pendente da liña de permeancia é o coeficiente de permeancia PC.

Para un único imán, isto é, cando non hai outro imán permanente (material magnético duro) ou material magnético blando colocado preto, podemos calcular o coeficiente de permeancia PC a partir da forma e as dimensións do imán. Polo tanto, podemos dicir que o coeficiente de permeancia é unha figura de mérito para un imán.

Que é a Unidade de Permeancia?

O coeficiente de permeancia PC dáse por

(11)

$\begin{equation*} P_C = \frac {B_d}{H_d} \end{equation*}$

Pero $B_d = \frac {\phi}{A_m}$ e $H_d = \frac {F(m.m.f)}{L_m}$ ao introducir estes na ecuación (11) obtemos,

(12)

$\begin{equation*} P_C = \frac {\frac {\phi}{A_m}}{\frac{F}{L_m}}} = \frac{\phi * L_m}{F * A_m} \end{equation*}$

Pero $\frac{\phi(flux)}{F(m.m.f)}= P (permeance)$ , ao introducir isto na ecuación (12) obtemos,

(13)

$\begin{equation*} P_C = P \frac{L_m}{A_m} \end{equation*}$

Agora, cando a lonxitude do imán, isto é, $L_m$ e a área da sección transversal, isto é, $A_m$ é igual ao tamaño da unidade, entón nesta condición

(14)

$\begin{equation*} P_C = P \end{equation*}$

Así, o coeficiente de permeabilidade PC é equivalente á permeabilidade P. Pode chamarse permeabilidade unitaria.

Fonte: Electrical4u

Declaración: Respetar o original, artigos boos merécen ser compartidos, se hai infracción por favor contacte connos.

Dá unha propina e anima ao autor

Temas:

Electricidade Básica

Permeabilidade

Sobre os expertos

Electrical4u

China

Área de especialización

Basic Electrical

Artigo profesional

607

Recomendado

Máis

Desequilibrio de Voltaxe: Fallo a Terra, Línea Aberta ou Resonancia?

A terra monofásica, a rotura da liña (falta de fase) e a resonancia poden causar un desequilibrio de tensión trifásico. É esencial distinguir correctamente entre eles para unha resolución rápida dos problemas.Terra MonofásicaAínda que a terra monofásica causa un desequilibrio de tensión trifásico, a magnitude da tensión entre liñas permanece inalterada. Pode clasificarse en dous tipos: terra metálica e terra non metálica. Na terra metálica, a tensión da fase defectuosa desce a cero, mentres que

Echo

11/08/2025

Electroímans vs imáns permanentes | Explicación das principais diferenzas

Electroímans vs. Imás permanentes: Comprendendo as principais diferenzasOs electroímans e os imás permanentes son os dous tipos principais de materiais que exhiben propiedades magnéticas. Aínda que ambos xeran campos magnéticos, difiren fundamentalmente en como se producen estes campos.Un electroímán xera un campo magnético só cando unha corrente eléctrica flúe a través del. En contraste, un imán permanente produce inherentemente o seu propio campo magnético persistente despois de ser magnetizad

Edwiin

08/26/2025

Tensión de traballo explicada: Definición Importancia e Impacto na Transmisión de Enerxía

Voltaxe de traballoO termo "voltaxe de traballo" refírese á tensión máxima que un dispositivo pode soportar sen sufrir danos ou quedar inutilizado, garantindo a fiabilidade, seguridade e correcto funcionamento do dispositivo e dos circuitos asociados.Para a transmisión de enerxía eléctrica a lonxa distancia, o uso de altas voltaxes é vantaxoso. Nos sistemas de corrente alternada, manter un factor de potencia de carga o máis próximo posible a unidade tamén é economicamente necesario. Na práctica,

Encyclopedia

07/26/2025

Que é un circuito AC puramente resistivo

Circuíto AC Puramente ResistivoUn circuito que contén só unha resistencia pura R (en ohms) nun sistema AC defínese como un Circuíto AC Puramente Resistivo, sen inductancia nin capacitancia. A corrente e a tensión alternas neste circuito oscilan bidireccionalmente, xerando unha onda senoidal. Nesta configuración, a potencia é disipada polo resistor, con a tensión e a corrente en fase perfecta, alcanzando ambos os seus valores máximos simultaneamente. Como compoñente pasivo, o resistor non xera ni

Edwiin

06/02/2025

Relutancia	Permeabilidade
A relutancia opónsese á produción do fluxo magnético nun circuito magnético.	A permeabilidade é unha medida da facilidade con que o fluxo magnético pode establecerse no circuito magnético.
Denótase por S.	Denótase por P.
$Reluctance =\frac{m.m.f}{flux} = \frac{NI}{\phi}$	$Permeance = \frac {flux}{m.m.f} =\frac {\phi}{NI}$
A súa unidade é AT/Wb ou 1/Henry ou H-1.	A súa unidade é Wb/AT ou Henry.
É análogo á resistencia num circuíto eléctrico.	É análogo á conductancia num circuíto eléctrico.
A relutancia suma en serie no circuito magnético.	A permeabilidade suma en paralelo no circuíto magnético.