什麼是磁導率?
磁導率(μ)用來衡量材料內部建立磁場的難易程度。它的定義是磁通密度 B(單位為特斯拉,T)與外加磁場強度 H(單位為安培每公尺,A/m)的比值。磁導率越高,代表材料越容易匯聚磁通量——這也正是鐵與其他鐵磁性材料能成為優異變壓器鐵芯的原因。
如何使用本計算器
請輸入磁通密度 B(特斯拉)以及磁場強度 H(安培每公尺)。計算器會以 B 除以 H,求出絕對磁導率 μ,單位為亨利每公尺(H/m)。同時,它也會把結果除以真空磁導率 \(\mu_0 \approx 1.25663706212\times10^{-6}\ \text{H/m}\),算出無因次的相對磁導率 μᵣ。
公式解析
核心方程式為 $$\mu = \frac{\text{B (T)}}{\text{H (A/m)}}$$ 對於線性材料而言,B 會與 H 成正比增加,因此 B–H 曲線的斜率即為磁導率。至於鐵磁體等非線性材料,μ 會隨 H 而變化,所以本計算器給出的是你所輸入之特定工作點下的磁導率。相對磁導率則由 \(\mu_r = \frac{\mu}{\mu_0}\) 求得,告訴你該材料的磁導率是真空的幾倍。
實例演算
假設某材料在磁場強度 H = 1000 A/m 之下,達到磁通密度 B = 1.0 T。則 $$\mu = \frac{1.0}{1000} = 0.001\ \text{H/m}$$ 其相對磁導率為 $$\mu_r = \frac{0.001}{1.25663706212\times10^{-6}} \approx 795.77$$——也就是說,這種材料的磁導率約為真空的 796 倍。
常見問題
計算結果採用什麼單位?絕對磁導率的單位為亨利每公尺(H/m);相對磁導率則為無因次的純數值。
μ₀ 是什麼?它是真空(自由空間)的磁導率,約為 \(1.2566\times10^{-6}\ \text{H/m}\),作為計算相對磁導率時的基準值。
為什麼鐵的 μᵣ 會大於 1?鐵磁性材料會讓內部的磁疇順著外加磁場排列,使磁通密度大幅提升,因此磁導率也遠高於真空。