Permeabilità magnetica

La permeabilità magnetica è una grandezza fisica che esprime la propensione di un certo materiale a magnetizzarsi in presenza di un campo magnetico esterno. Si indica con il simbolo μ_m ed è definita come rapporto tra campo di induzione magnetica e campo magnetico: μ_m=B/H.

Definizione di permeabilità magnetica nel vuoto e di un mezzo

Partiamo dalle basi. La permeabilità magnetica (o permeabilità magnetica assoluta) è una grandezza che mette in relazione campo di induzione magnetica e campo magnetico, secondo la formula

In altri termini essa permette di determinare il valore del campo di induzione magnetica a partire dal campo magnetico .

Riscriviamo la precedente relazione con riferimento ai moduli:

Tenuto conto che il campo magnetico si misura in ampère su metri e che il campo di induzione magnetica si misura in tesla , nel Sistema Internazionale l'unità di misura della permeabilità magnetica è

dove è il simbolo utilizzato per l'henry (unità di misura dell'induttanza elettrica).

Se supponiamo di ragionare nel vuoto, essa è a tutti gli effetti una costante fisica: si parla in tal caso di costante di permeabilità magnetica nel vuoto, denotata con il simbolo , il cui valore è dato da:

Nei calcoli e nelle applicazioni si può ricorrere al seguente valore approssimato

Se invece facciamo riferimento a un particolare materiale si parla di permeabilità magnetica assoluta del mezzo, denotata con il simbolo , il cui valore dipende dal particolare materiale considerato e viene determinato su base sperimentale.

La permeabilità magnetica varia quindi a seconda del mezzo, nonché dalla temperatura del medesimo e dall'intensità del campo magnetico. Tali fattori vengono spesso trascurati negli esercizi e nelle applicazioni più comuni, motivo per cui viene trattata alla stregua di una costante per ciascun materiale.

Se si considera un mezzo diverso dal vuoto ha senso definire un'ulteriore grandezza, che mette in relazione la permeabilità del mezzo con la permeabilità nel vuoto: si tratta della permeabilità magnetica relativa , che misura la propensione del materiale a magnetizzarsi in relazione al comportamento nel vuoto.

In termini dimensionali essa è, evidentemente, un numero puro.

Classificazione dei materiali in base alla permeabilità magnetica relativa

In base al valore della permeabilità magnetica relativa, i materiali vengono classificati in:

- materiali ferromagnetici, se la permeabilità magnetica relativa è notevolmente superiore ad 1 (come nel caso del ferro);

- materiali paramagnetici, se la permeabilità magnetica relativa è di poco superiore ad 1 (come accade nel caso di aria, alluminio e platino);

- materiali diamagnetici, se la permeabilità magnetica relativa è minore di 1 (come nel caso dell'acqua e dell'argento).

Tabella delle principali permeabilità magnetiche relative dei materiali

Nella seguente tabella elenchiamo i valori di permeabilità magnetica relativa più ricorrenti negli esercizi.

Relazione tra permeabilità magnetica, costante dielettrica e velocità della luce

Concludiamo con una legge molto importante nel contesto dell'Elettromagnetismo. Se oltre alla permeabilità magnetica di un materiale conosciamo anche la sua costante dielettrica , possiamo calcolare la velocità della luce attraverso il mezzo considerato, mediante la formula

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Per tutti gli approfondimenti del caso ti rimandiamo alle nostre lezioni su:

- campo magnetico e campo di induzione magnetica;

- proprietà magnetiche della materia;

- ferromagnetismo;

- diamagnetismo e paramagnetismo.