Perméabilité magnétique

La perméabilité magnétique est la faculté d'un matériau à produire un champ magnétique $\backslash vec\{H\}$, c’est-à-dire à concentrer les lignes de flux magnétique et donc à augmenter la valeur de l'induction magnétique $\backslash vec\{B\}$. Cette valeur de l'induction magnétique dépend ainsi du milieu dans lequel il est produit.

La canalisation du champ magnétique dans un matériau qui est également conducteur est d'autant plus réduite que la fréquence de variation des champs, la perméabilité et la conductivité sont élevées (du fait des courants induits).

Le champ magnétique $\backslash vec\{H\}$ et le champ d'induction magnétique $\backslash vec\{B\}$ sont reliés, dans un matériau donné, par la relation dite « constitutive » :

$\backslash vec\{B\}\; =\; \backslash mu\; \backslash vec\{H\}$

où µ est la perméabilité magnétique du matériau (en H.m^-1 ie. henry/mètre).

La perméabilité magnétique du matériau ($\backslash mu$) s'exprime par le produit de la perméabilité du vide ($\backslash mu\_0$, exprimée en Henry/mètre) et de la perméabilité relative ($\backslash mu\_r$, sans dimension) :

$\backslash mu\; =\; \backslash mu\_0\; \backslash mu\_r$

• $\backslash mu\_0$ est une constante universelle, la constante magnétique, qui vaut 4 π *10 ^-7 H/m
• $\backslash mu\_r$ dépend du matériau.

Dans l'air, le vide, les gaz, le cuivre, l'aluminium, la terre, et d'autres matériaux, $\backslash mu\_r$ est égale à 1. Ces matériaux ne conduisent donc à aucune canalisation du champ magnétique.

Perméabilité et type de magnétisme

On distingue les matériaux diamagnétiques (argent, cuivre, eau, or, plomb, zinc...), paramagnétiquess (air, aluminium, magnésium, platine...) et ferromagnétique (cobalt, fer, mumetal, nickel ...).

En général, les matériaux diamagnétiques et paramagnétiques présentent des valeurs de perméabilité proche de 1. La perméabilité absolue $\backslash mu$ des matériaux diamagnétiques et paramagnétiques est donc pratiquement égale à celle du vide, c'est-à-dire 4π×10 H/m.

La perméabilité des matériaux ferromagnétiques n'est pas constante mais dépend du champ magnétique $\backslash vec\{H\}$. Pour de faible valeur de $\backslash vec\{H\}$, la valeur de $\backslash mu\_r$ peut être très élevée mais elle décroît avec la valeur de $\backslash vec\{H\}$ et peut redevenir unitaire au delà d'un certain seuil en raison d'une saturation (on parle de saturation magnétique). Pour cette raison, nous indiquons des valeurs maximales de perméabilité relative dans le tableau ci-dessous.

Perméabilité magnétique relative des matériaux ferromagnétiques à 20°C

Matériaux ferromagnétiques	µ (valeur maximale)
Cobalt	250
Fer	10 000
Mumetal	100 000
Nickel	600

Influence de la température

Pour les matériaux ferromagnétiques, il existe une température caractéristique, dite température de Curie T_c, au-dessus de laquelle ils perdent leur propriété ferromagnétique :

Quelques températures de Curie :

• Cobalt : 1115 °C
• Fer : 770 °C
• Mumetal : 380 °C
• Nickel : 358 °C

Au-delà de la température de Curie T_c, les matériaux ferromagnétiques redeviennent paramagnétiques.

Voir aussi

• Magnétisme
• Susceptibilité magnétique
• Permittivité
• Ferromagnétique