Permeabilita je vlastnosť materiálu, ktorá určuje, ako materiál reaguje na magnetické pole — konkrétne popisuje, akú hustotu magnetického toku (magnetickú indukciu) by mal materiál, keby ním prechádzalo rovnaké množstvo prúdu. Prepojenie medzi magnetickou indukciou B a intenzitou magnetického poľa H vyjadruje základný vzťah B = μ H, kde μ (mu) je permeabilita materiálu. Permeabilita sa meria v henrioch na meter (H/m) a jej symbol je μ {\displaystyle \mu } 
.
Permeabilita voľného priestoru a relatívna permeabilita
Prázdny priestor (vakuum) má konštantnú permeabilitu, nazývanú permeabilita voľného priestoru alebo μ 0 {\displaystyle \mu _{0}}
. Jej hodnota v SI je
- μ0 = 4π × 10-7 H/m (približne 1,25663706×10-6 H/m).
V pôvodnom texte sa objavuje aj zápis 0,0000004 × π {\displaystyle 0,0000004\times \pi } 
, čo zodpovedá rovnakému číslu (4π×10-7 H/m).
Pre pohodlie sa často používa relatívna permeabilita (symbol μ r {\displaystyle \mu _{r}}
), ktorá je definovaná ako pomer permeability materiálu k permeabilite voľného priestoru:
μ r = μ / μ 0 {\displaystyle \mu _{r}=\mu /\mu _{0}}
.
Ďalší súvis má magnetická susceptibilita χm, pričom platí μr = 1 + χm.
Typy materiálov podľa permeability a príklady
- Diamagnetické materiály: majú μr mierne menšiu než 1. Ide o veľmi slabú odpoveď proti vkladanému poľu. Príklady: bismut, meď, zinok (hodnoty veľmi blízke 1, pod 1).
- Paramagnetické materiály: majú μr o niečo väčšiu než 1 (tiež veľmi blízko 1). Príklady: hliník, kyslík.
- Feromagnetické materiály: majú μr výrazne väčšiu než 1 — často stovky až tisíce, pri špeciálnych zliatinách a pri nízkych intenzitách poľa môžu byť hodnoty ešte vyššie. Sú to hlavné materiály používané pre transformátorové a jadrové aplikácie. Príklady: železo (relatívna permeabilita môže dosahovať stovky až niekoľko tisíc v závislosti od zliatiny a stavu), nikel (typicky rádovo stovky), rôzne feritové zliatiny a špeciálne mäkké magnetické materiály (niektoré materiály majú μr až rády 10^6 v špeciálnych prípadoch).
Praktické vlastnosti a obmedzenia
- Pre väčšinu bežných nemagnetických materiálov je permeabilita natoľko blízko 1, že v mnohých výpočtoch stačí použiť permeabilitu voľného priestoru μ0.
- Permeabilita feromagnetických materiálov je nelineárna — závisí od intenzity poľa H, dochádza k saturácii pri silnejších poliach a k hysteréze pri zmene pola. Preto sa rozlišuje počiatočná (initial) a maximálna (differential) permeabilita.
- V anisotropných alebo zložito štruktúrovaných materiáloch sa permeabilita môže prejaviť ako tenzor (nie je len skalárna hodnota), čo je dôležité pri magnetických vlastnostiach v rôznych smeroch materiálu.
- Permeabilita je často funkciou frekvencie. Pri vysokých frekvenciách sa efektívna permeabilita mení (straty v materiáli, difundujúce prúdy), preto sa pri návrhu jadier pre vysokofrekvenčné aplikácie používajú špeciálne materiály (napr. ferity).
- Existujú aj umelo vytvorené metamateriály, ktoré môžu mať pre určité frekvencie efektívnu negatívnu permeabilitu — tieto sú ale mimo bežných konvenčných materiálov a fungujú len v úzkom pásme frekvencií.
Merné metódy a aplikácie
- Permeabilitu materiálov sa meria napr. meraním indukčnosti cievky s jadrom z daného materiálu (toroidálne jadrá), alebo pomocou impedančných metód na vzorkách pri rôznych frekvenciách a poliach.
- Aplikácie: návrh transformátorov, tlmiviek a elektromagnetických jadier, magnetické tienenie, senzory a pamäte, kde je dôležitá schopnosť materiálu sústreďovať magnetický tok.
Zhrnutie: Permeabilita μ je základná fyzikálna veličina spájajúca magnetickú indukciu B a intenzitu poľa H. Jej mierou v porovnaní s vakuu je relatívna permeabilita μr = μ/μ0. Pre bežné nemagnetické materiály je μr ≈ 1, zatiaľ čo feromagnetické materiály môžu mať μr stovky až tisíce (napr. rôzne typy železa alebo niklu), pričom hodnoty závisia na zliatine, teplote, frekvencii a histórii magnetizácie.