Qu’est-ce que la perméabilité magnétique

Aperçu de la perméabilité magnétique

La perméabilité magnétique est une propriété des matériaux qui leur permet de former un champ magnétique à l'intérieur d'eux et de le soutenir. Introduite par Oliver Heaviside en 1885, c’est une mesure de la facilité avec laquelle les lignes de force magnétiques traversent un matériau. J’aime à penser cela comme la volonté d’un matériau à être magnétisé. Elle détermine la quantité de flux magnétique qu’un matériau peut supporter.

Définition et Formule

La perméabilité magnétique (μ) est définie comme le rapport de l’induction magnétique (B) à l’intensité magnétique (H). Elle s’exprime avec la formule suivante :

μ=B/H

Cette grandeur scalaire mesure à quel point un matériau ne souhaite pas laisser passer les champs magnétiques et à quel point il le fait. Une perméabilité magnétique plus élevée signifie que le matériau supporte une induction magnétique plus forte et laisse pénétrer davantage les champs magnétiques.

Facteurs influençant la perméabilité magnétique

La perméabilité varie en fonction de :

• La nature et la structure du matériau
• La température et l’humidité
• La force et la fréquence du champ magnétique appliqué

Les matériaux avec une perméabilité plus élevée ont une réponse magnétique plus forte, et ceux avec une perméabilité plus faible ont une interaction magnétique moindre. La perméabilité est toujours une valeur positive et peut changer en fonction des conditions magnétiques externes.

La perméabilité magnétique existe sous plusieurs formes :

• Perméabilité du vide (μ₀): Le niveau de perméabilité de base dans un vide. Nous l’utilisons souvent comme référence dans d’autres calculs de perméabilité.
• Perméabilité du milieu (μ) : Cela indique à quel point un matériau ne souhaite pas laisser passer les champs magnétiques et à quel point il le fait.
• Perméabilité relative (μr) : Un ratio sans unité qui indique à quel point un matériau ne souhaite pas laisser passer les champs magnétiques et à quel point il le fait.

Différents matériaux ont différents niveaux de perméabilité magnétique. Ils sont regroupés en :

• Matériaux diamagnétiques : Ces matériaux réduisent légèrement la densité du flux magnétique car leur perméabilité relative est légèrement inférieure à 1. Un exemple est le bismuth.
• Matériaux paramagnétiques : Ces matériaux sont faiblement magnétisés lorsque vous les exposez à un champ magnétique externe. Ils ont une perméabilité relative légèrement supérieure à 1. Le platine en est un exemple.
• Matériaux ferromagnétiques : Ces matériaux ont une perméabilité magnétique élevée (souvent plus de 100 000) et possèdent les propriétés magnétiques les plus fortes. Le fer en est un exemple.

Champs magnétiques induits et interaction avec les matériaux

La façon dont les champs magnétiques interagissent avec les matériaux dépend de la perméabilité magnétique du matériau. Lorsque vous appliquez un champ magnétique externe, certains matériaux, en particulier les matériaux ferromagnétiques, créent un champ magnétique interne, ou magnétisme induit. Ce champ induit interagit avec le champ externe, et vous obtenez une attraction magnétique. C’est pourquoi un aimant permanent peut attirer des matériaux ferreux.

Mais des matériaux comme le bois ne supportent pas l’induction d’un champ magnétique (ils ont une perméabilité magnétique très faible). Ils n’interagissent donc pas avec les aimants et ne sont pas attirés par eux. En revanche, des matériaux comme l’acier (qui ont une perméabilité élevée) interagissent fortement avec les champs magnétiques externes et sont attirés par les aimants.

Perméabilité magnétique dans les applications pratiques

La perméabilité magnétique devient importante lorsque vous choisissez des matériaux pour des systèmes qui comportent des champs magnétiques. Par exemple, en robotique, vous pourriez avoir un dispositif de manipulation magnétique qui récupère des tubes en acier doux parce que l’acier doux a une perméabilité élevée. Mais si vous essayez de récupérer des tubes en acier inoxydable 410 (qui ont une perméabilité faible), vous n’obtiendrez peut-être pas la force nécessaire pour le faire. Vous aurez une prise magnétique plus faible ou vous ne pourrez pas le récupérer du tout.

Lorsque vous concevez des systèmes ou des produits qui dépendent des propriétés magnétiques, vous devez réfléchir à la perméabilité du matériau avec lequel vous travaillez pour vous assurer qu’il fonctionne comme vous le souhaitez. Que vous vouliez des matériaux à perméabilité élevée ou faible, vous devez comprendre comment ils se comportent dans des environnements magnétiques.

Perméabilité magnétique dans les applications pratiques

La perméabilité magnétique devient importante lorsque vous choisissez des matériaux pour des systèmes qui comportent des champs magnétiques. Par exemple, en robotique, vous pourriez avoir un dispositif de manipulation magnétique qui récupère des tubes en acier doux parce que l’acier doux a une perméabilité élevée. Mais si vous essayez de récupérer des tubes en acier inoxydable 410 (qui ont une perméabilité faible), vous n’obtiendrez peut-être pas la force nécessaire pour le faire. Vous aurez une prise magnétique plus faible ou vous ne pourrez pas le récupérer du tout.

Lorsque vous concevez des systèmes ou des produits qui dépendent des propriétés magnétiques, vous devez réfléchir à la perméabilité du matériau avec lequel vous travaillez pour vous assurer qu’il fonctionne comme vous le souhaitez. Que vous vouliez des matériaux à perméabilité élevée ou faible, vous devez comprendre comment ils se comportent dans des environnements magnétiques.

Conclusion

La perméabilité magnétique est importante car elle indique comment les matériaux réagissent aux champs magnétiques externes. Elle influence la force avec laquelle les objets s’attirent. Et si vous concevez des produits ou des systèmes utilisant des aimants, vous devez prendre en compte la perméabilité des matériaux avec lesquels vous travaillez. Vous pourriez vouloir des matériaux à perméabilité élevée ou faible.

La perméabilité d’un matériau peut changer en fonction de facteurs tels que la température et l’intensité du champ appliqué. Donc, lorsque vous travaillez avec des aimants et que vous concevez des produits, vous devez penser à la façon dont cette perméabilité peut évoluer afin que vos aimants fonctionnent comme vous le souhaitez.