دید کلی

آزمایشها نشان می‌دهد که شار مغناطیسی حاصل از جریان الکتریکی در اثر گذر از هسته آهنی تغییر می‌کند، اگر به جای آهن مواد دیگری بکار بریم، باز هم در شار مغناطیسی تغییر مشاهده می‌شود. طبیعی است که قویترین اثر باید در مواردی که از نظر مغناطیسی شبیه آهن هستند، مشاهده شود (مانند نیکل ، کبالت و برخی آلیاژهای مغناطیسی). در واقع ، هرگاه هسته‌ای را که از چنین موادی ساخته شده است، داخل پیچه بگذاریم، شار مغناطیسی به مقدار زیادی افزایش می‌یابد. به عبارت دیگر ، می‌توان گفت که تراوایی این مواد بالاست: برای مثال تراوایی مغناطیسی μ برای نیکل 50 و برای کبالت 100 می‌باشد. موادی که دارای μ زیادی هستند در گروه مواد فرومغناطیس قرار دارند.

مواد غیر مغناطیسی

مواد غیر مغناطیس نیز به گونه‌ای روی شار مغناطیسی تأثیر می‌گذارند، هر چند که اثرشان در مقایسه با مواد فرومغناطیس خیلی ضعیفتر است. تغییر شاره مغناطیسی را می‌توان به کمک اندازه‌گیریهای خیلی دقیق آشکار ساخت و از این رو می‌توان تراوایی مواد مختلف را تعیین کرد. باید همواره در نظر داشته باشیم شار مغناطیسی پیچه‌ای که کاواک آن با آهن پر شده با شار مغناطیسی حاصل از پیچه‌ای که با هوا پر شده مقایسه می‌شود. تا هنگامی که از مواد به شدت مغناطیس ، مانند آهن ، نیکل و کبالت بحث می‌کنیم این شرط مهم نیست، زیرا وجود هوا روی شار مغناطیسی تاثیر خیلی کمتری دارد. ولی در مطالعه خواص مغناطیسی سایر مواد ، به ویژه هوا ، باید شار مغناطیسی آنها را با نبود هوا یعنی (در خلأ) مقایسه کرد. از اینرو تراوایی ، نسبت شارهای مغناطیسی گذرنده از ماده و از خلأ است (μ = Φ / Φ₀). به عبارت دیگر تراوایی خلأ را برابر واحد می‌گیرند (اگر Φ = Φ₀ پس μ=1 ).

تراوایی مواد

اندازه گیریها نشان می‌دهد که تراوایی همه مواد با واحد فرق می‌کند، هر چند در خیلی موارد این تفاوت خیلی کم است. قابل توجه است که تراوایی μ بعضی از مواد بزرگتر از یک است، در حالی که بعضی دیگر کمتر از یک است. این گفته به این معناست که پر کردن فضای خالی پیچه با موادی شار مغناطیسی را افزایش می‌دهد، در حالی که پر کردن آن با موادی دیگر شار مغناطیسی را کاهش می‌دهد. که این مواد به ترتیب به سه دسته زیر تقسیم می‌شود:

• پارامغناطیسها (μ>1)
• دیامغناطیسها (μ<1)
• فرومغناطیسها (μ خیلی زیاد)
  
  اختلاف بین تراوایی و واحد ، هم در مواد پارامغناطیس و هم در دیا‌مغناطیس کم است که تراوایی مغناطیسی برخی از مغناطیسها و پارامغناطیسها را در جدول زیر می‌آوریم.

جدول تراوایی برخی مواد

مواد پارامغناطیس	μ	مواد دیامغناطیس	μ
هوا (گازی شکل)	1.000038	بیسموت	0.999824
آلومینیم	1.000022	مس	0.999912
کائوچو	1.000074	شیشه	0.999987
ازت (گاز)	1.000013	طلا	0.999963
اکسیژن (گاز)	1.000017	هیدروژن (گاز)	0.999937
پلاتین	1.000253	آب	0.999997
تنگستن	1.000175	روی	0.999997

اثر القای مغناطیسی بر تراوایی مغناطیسی مواد

برای مواد پارامغناطیس و همین طور دیامغناطیس ، تراوایی μ به القای مغناطیسی میدان بیرونی بستگی ندارد، یعنی کمیتی ثابت و مشخص کننده ماده داده است. این نتیجه در مورد آهن و سایر مواد مشابه (فرومغناطیس ها) صادق نیست. اثر مواد پارامغناطیس و دیامغناطیس روی شار مغناطیسی ، همچنین اثر مواد فرومغناطیس ، با این واقعیت توضیح داده می‌شود که شار ناشی از جریانهای بنیادی آمپر با شار مغناطیسی حاصل از جریان الکتریکی در سیم پیچ پیچه باهم جمع می‌شوند. مواد پارامغناطیس ، شار مغناطیسی گذرنده از پیچه را افزایش می‌دهند.

• افزایش شار از پیچه پر شده از مواد پارامغناطیس نشان می‌دهد که بر اثر میدان مغناطیسی خارجی ، جریان‌های بنیادی در پارامغناطیس‌ها با جهت جریان در سیم پیچ منطبق است.

• اینکه تراوایی مواد پارامغناطیس با واحد اندکی فرق دارد نشان می‌دهد که این شار مغناطیس افزایش خیلی کوچک است. یعنی پارامغناطیس‌های خیلی ضعیف خاصیت مغناطیسی پیدا می‌کنند.
  
  
• کاهش شار مغناطیسی از پیچه پر شده با ماده دیامغناطیس نشان می‌دهد که شار مغناطیسی ناشی از جریان‌های بنیادی آمپر با شار مغناطیسی پیچه مخالف است، یعنی جریان‌های بنیادی که میدان مغناطیسی خارجی در دیا‌مغناطیس‌ها القا می‌کند در جهت مخالف جریان در سیم پیچ پیچه می‌باشند.
  
  
• انحراف کم μ از واحد برای مواد دیامغناطیس نشان می‌دهد که افزایش شار مغناطیسی ناشی از جریان‌های بنیادی آمپر کوچک است.

مباحث مرتبط با عنوان

• آلیاژ مغناطیسی
• جریان الکتریکی
• الکترومغناطیس
• خواص مغناطیسی
• شار مغناطیسی
• مغناطیس
• مواد پارامغناطیس
• مواد فرومغناطیس
• مواد دیامغناطیس
• میدان مغناطیسی