Magnetic Permeability, Relative Permeability   투자율, 자기 투과율, 비투자율

1. 투자율 (透磁率, Magnetic Permeability) 이란?

  ㅇ 매질에 따른 자성 특성의 차이를 설명하는 비율 

  ㅇ 투자율 주요 의미 3가지
     - ①  얼마나 쉽게 자기 유도 또는 자화 될 수 있는 정도   ☞ 자기 유도 (자속 밀도) 참조
     - ②  자기적 에너지를 얼마나 저장 가능한가의 정도   ☞ 자기 에너지 참조
     - ③  자속이 얼마나 잘 흐를 수 있는 정도   ☞ 자기 회로 참조

  ㅇ 단위 : [H/m]


2. 투자율 관계식

  ㅇ `매질이 자화할 때 생기는 자속밀도 B` 및 `매질과 관련 없는 자기장 세기 H`와의 比

     -  B = μH 
        . (H는 매질과 무관, B는 매질 효과를 포함)
        . (H는 외부 자기장, B는 매질 내 자속밀도)
        . (H 단위는 [A/m], B 단위는 [T,Tesla] = [Wb/㎡] = [V sec/㎡])

     -  μ =  B/H  (μ는 比를 나타냄 : 매질의 자성 차이/자화 정도 등를 나타내는 비율)
           =  μ。μr  =  μ。(1 + χm)


3. 절대 투자율, 상대 투자율(비 투자율) : 자기 투자 상수
     
  ㅇ 절대투자율 (Absolute Permeability) : μ。
     - 진공(자유공간)에서의 투자율 : [ H/m ]

     -  B = μ。H 
        . (MKS 단위계) μ。= 4π x 10-7  [ H/m ], (CGS 단위계) μ。= 1

  ㅇ 비투자율 또는 상대투자율 (Relative Permeability) : μr
     - 투자율의 물질에 따른 차이를 설명하는 비례상수 : 단위없음

     -  μr = μ/μ。= 1 + χm


4. 자화율(磁化率) 이란?

  ㅇ 외부 자기장에 의해 매질 내부에 자기모멘트를 형성하는 정도를 나타냄
     - 매질에 따라 자화(Magnetization)되는 정도가 다름

  ㅇ 자화세기 또는 자화벡터 : M

     -  B = μ。(H + M)
        . 진공중에는 M = 0, μr = 1

  ㅇ 자화율/자기 자화율/자기 감수율 (Magnetic Susceptibility) : χm

     -  M = χmH  또는  χm = M / H
        . 자화 M과 자계세기 H와의 사이에 차원없는 비례상수 
        . 자화율 χm은 자성체 재질에 따라 달라짐


5. 매질 종류에 따른 비투자율 μr, 자화율 χm 차이

  ㅇ 선형 등방성 매질 : χm = 상수
     - 즉, 매질의 자기적 성질이 선형이고 등방성이면 자화는 자계강도에 정비례함
        .  B = μ。(H + M) = μ。(1+χm)H = μ。μrH = μH [T]

  ㅇ 강자성체 이외의 매질 (선형이고 등방성이며 균질한 비 자기적 매질)
     - 비투자율 μr,자화율 χm이 일정 상수로 취급
        . 반자성체,상자성체 매질 대부분 : χm ≒ 0, μr ≒ 1

  ㅇ 강자성체 (자기적 매질)                                           ☞ 자기 재료 응용 참조
     - 강자성체는, 비투자율 μr,자화율 χm이, 일정 상수가 되지 못함
        . 가해지는 자속밀도에 따라서도 달라지지만, 
        . 자기포화 현상도 나타냄                                      ☞ 자기 히스테리시스 참조
     - 다만, 계산 편의상, 상수로써 취급함
        . 통상의 전기기기에서는, μr = 2000~8000 정도

  ㅇ 이방성 매질 :  2계 텐서로 취급
     - 방향에 따라 다른 값을 보임