Permeabilità: capacità di un materiale di condurre campi magnetici.

La permeabilità (µ) descrive la capacità di un materiale di condurre o amplificare un campo magnetico. È una delle proprietà fondamentali del magnetismo ed è espressa in unità di Henry per metro (H/m). La permeabilità è decisiva per il comportamento dei materiali nei campi magnetici e determina la forza con cui un materiale può essere magnetizzato.

Tipi di permeabilità

• Permeabilità assoluta (µ): La permeabilità di un materiale specifico in un campo magnetico.
• Permeabilità nel vuoto (µ₀): una costante universale che descrive la conduttività magnetica nel vuoto. Il suo valore è 4π × 10-⁷ H/m.
• Permeabilità relativa (µᵣ): Il rapporto tra la permeabilità assoluta di un materiale e la permeabilità del vuoto: µᵣ = µ / µ₀. Indica quanto più forte o più debole un materiale conduce un campo magnetico rispetto al vuoto.

Permeabilità in diversi materiali

I materiali possono essere suddivisi in tre categorie in base alla loro permeabilità:

• Materiali ferromagnetici: Hanno una permeabilità relativa molto alta (µᵣ > 1.000), ad esempio ferro, cobalto e nichel. Questi materiali amplificano i campi magnetici in modo estremamente forte.
• Materiali paramagnetici: Hanno una bassa permeabilità relativa (µᵣ ≈ 1,01), ad esempio alluminio e platino. Amplificano debolmente i campi magnetici.
• Materiali magnetici: Hanno una permeabilità relativa inferiore a 1 (µᵣ < 1), ad esempio rame e acqua. Attenuano leggermente i campi magnetici.

Descrizione matematica

La permeabilità è un parametro centrale nella relazione tra la densità di flusso magnetico (B) e l'intensità del campo magnetico (H):

B = µ × H

Dove:

• B: Densità di flusso magnetico (in Tesla, T)
• H: Intensità di campo magnetico (in ampere per metro, A/m)
• µ: Permeabilità assoluta del materiale (in henry per metro, H/m)

Applicazioni della permeabilità

La permeabilità è un parametro chiave in molte applicazioni tecniche e scientifiche:

• Elettromagnete: I materiali con elevata permeabilità sono utilizzati per i nuclei magnetici per generare forti campi magnetici.
• Trasformatori: i nuclei di ferro ad alta permeabilità riducono al minimo le perdite di energia durante la trasmissione di energia.
• Schermatura magnetica: i materiali ad alta permeabilità, come il mu-metallo, sono utilizzati per proteggere i dispositivi sensibili dai campi magnetici esterni.
• Tecnologia della memoria: La permeabilità magnetica svolge un ruolo cruciale nella memorizzazione delle informazioni sui dischi rigidi e nei chip di memoria.

Fatti interessanti sulla permeabilità

Sapevate che i superconduttori hanno una permeabilità pari a zero? Ciò significa che possono schermare completamente i campi magnetici. Questo fenomeno, noto come effetto Meissner-Ochsenfeld, è utilizzato in tecnologie come la risonanza magnetica (MRI) e le applicazioni di levitazione magnetica. Inoltre, i materiali con una permeabilità estremamente elevata, come le leghe speciali di nichel e ferro, permettono di sviluppare sensori di campo magnetico estremamente sensibili.