Was ist die Permeabilität im Magnetismus?

Die Permeabilität ist eine physikalische Größe im Magnetismus, die beschreibt, wie gut ein Material ein Magnetfeld durch sich hindurch lässt oder verstärkt. Sie gibt also an, wie stark ein Stoff auf ein angelegtes Magnetfeld reagiert. Das Formelzeichen der Permeabilität ist μ (my).

Definition

Die magnetische Permeabilität ist definiert als das Verhältnis zwischen der magnetischen Flussdichte B und der magnetischen Feldstärke H:

μ = B/H

Dabei gilt:

B: magnetische Flussdichte (Einheit: Tesla, T)
H: magnetische Feldstärke (Einheit: Ampere pro Meter, A/m)

Die Einheit der Permeabilität ist Henry pro Meter (H/m).

Permeabilität des Vakuums

Im Vakuum besitzt die Permeabilität einen festen Naturwert, die sogenannte magnetische Feldkonstante:

μ₀ = 4π⋅10^(-7) " H/m"

Sie beschreibt, wie sich Magnetfelder im leeren Raum ausbreiten.

Relative Permeabilität

Für Materialien verwendet man häufig die relative Permeabilität μ_r. Sie gibt an, wie stark ein Material das Magnetfeld im Vergleich zum Vakuum beeinflusst:

μ_r= μ/μ₀

μ_r = 1 → Material verhält sich wie Vakuum (z.B. Luft ungefähr)

μ_r < 1 → Material schwächt das Magnetfeld (diamagnetisch)

μ_r > 1 → Material verstärkt das Magnetfeld (paramagnetisch oder ferromagnetisch)

Bedeutung in der Technik

Die magnetische Permeabilität spielt eine wichtige Rolle in vielen technischen Anwendungen, zum Beispiel bei:

Transformatoren
Elektromotoren
Spulen und Induktivitäten
magnetischen Sensoren

Materialien mit hoher Permeabilität, etwa Eisen oder spezielle Legierungen, werden häufig verwendet, um Magnetfelder gezielt zu leiten oder zu verstärken.

Diese Materialien beeinflussen das Magnetfeld kaum:

Luft
Kunststoff
Glas
Kupfer
Aluminium
Edelstahl (austenitisch, z. B. V2A)

Diese Materialien „ziehen“ Magnetfeldlinien stark an:

Weicheisen
Baustahl
Siliziumstahl (Elektroblech)
Nickel-Eisen-Legierungen (z. B. Mu-Metall)
Ferrite (je nach Typ)