Jeg har svært ved at forstå, hvad de ting denne enhed måler. Jeg forstår ampere , og jeg forstår meter , og jeg forstår per , men da ampere er et mål for strømmen, har jeg svært ved at forstå, hvordan dette relaterer til magnetik. Jeg forstår, at en strøm er forbundet med et magnetfelt. Hvad jeg ikke forstår, er, hvordan disse alle passer sammen for at gøre ampere / meter .
Hvad er en ampere / meter og hvad er det, at det måler? Hvordan kan jeg konstruere en ting, der fremstiller en ampere / meter ? Da jeg varierer parametrene for denne ting (uanset hvilke parametre den har: længde, drejninger, strøm …), hvordan fungerer strømstyrken pr. meterændring?
Kommentarer
- Tænk på det som ampere-meter pr. kvadratmeter; det kan hjælpe med at gøre det klart, at der er 3 dimensioner involveret.
- @BrianDrummond det får mig bare til at spekulere på, hvad en ampere-meter er.
- Nå, jeg kan ' ikke slå Andy ' s svar.
Svar
I en kondensator er det let for at se, at den elektriske feltstyrke (E) har en åbenbar “per meter” del – det relaterer til afstanden mellem pladerne i en kondensator.
I en induktor er det sværere at se – ” pr. meter “del af magnetfeltet styrke (H) vedrører den nominelle længde af stien til de magnetiske fluxlinier. I en lukket ferritinduktor som en toroid er “per meter” -delen den nominelle længde omkring toroidet – ret let at visualisere. I en mere kompleks transformer (såsom en EI-kerne) vises “per meter” -delen som vist nedenfor i rødt: –
H, defineret som ampere-omdrejninger pr. meter, reduceres, hvis længden af banen for fluxlinierne er længere, og den resulterende fluxdensitet for et givet magnetisk materiale ville være mindre. Dette betyder naturligvis, at større ferriter kan “holde” mere energi inden mætning.
En toroid eller et hvilket som helst lukket magnetisk materiale med anstændig permeabilitet kan antages at indeholde al den magnetiske strømning i materialet. Hvis toroidlængden var 10 cm, og du passerede 1 amp gennem ti omdrejninger, ville H være lig med 100. Det ville også være 100, hvis der var en omdrejning og 10 ampere.
Rediger om modvilje og fluxdensitet
Modvilje (\ $ R_M \ $ eller S) er som kredsløbsmodstand – det indikerer hvor meget magnetisk flux (\ $ \ Phi \ $) ferrit vil producere for en given magneto-motive-force (MMF eller \ $ F_M \ $). MMF er let – det er ampere-sving (i modsætning til H, som er ampere-omdrejninger pr. Meter). Forhold: –
Modvilje ved et magnetisk kredsløb (\ $ R_M \ $) er \ $ \ dfrac {l_e} {\ mu \ cdot A_e} \ $
Hvor \ $ l_e \ $ er “effektiv” længde omkring magnetisk kredsløb og \ $ A_e \ $ er det “effektive” tværsnitsareal af det magnetiske materiale.
MMF divideret med modvilje svarer til magnetisk flux, \ $ \ Phi \ $: –
\ $ \ Phi = \ dfrac {MMF} {R_M} \ $ og derfor \ $ \ Phi = \ dfrac {MMF \ cdot \ mu \ cdot A_e} {l_e} \ $
Dette betyder, at hvis tværsnitsarealet (\ $ A_e \ $) af en ferrit fordobles, magnetisk flux fordobles også. Virkningen af dette er, at magnetisk fluxdensitet, B (flux pr. kvadratmeter) forbliver den samme, og kernen ville mætte ved den samme strøm, fordi mætning kun er relateret til fluxdensitet. arrangeres som sådan: –
\ $ \ dfrac {\ Phi} {A_e} = \ dfrac {MMF \ cdot \ mu} {l_e} \ $ eller
\ $ B = H \ cdot \ mu \ $ hvilket er, hvordan magnetisk permeabilitet defineres
Komme nts
- Ville det betyde, at en federe, men ikke længere ferrit, ville mætte ved den samme strøm?
- @PhilFrost Ja – se ovenfor. Jeg ville ikke ' ikke lade denne slå mig, for jeg var ikke ' på arbejde. Nu gør mit hoved ondt LOL.
- " Hvis toroidens længde var 10 cm, og du passerede 1 amp gennem ti omdrejninger, ville H være lig med 1 ". 10cm – > 10m.
- Eh ?? H ville svare til 1 "? H ville svare til 100, fordi 1×10 / 0.1 = 100.
- Ja, ifølge din sætning skal det være H = 100 eller bare ændre længden af stien til 10m. Dit opkald.
Svar
Hvad er en ampere / meter og hvad er det, det måler?
Magnetfeltintensiteten \ $ \ vec H \ $ måles i ampere pr. meter .
Dette er dobbelt så stort som det elektriske feltintensitet \ $ \ vec E \ $, som måles i volt pr. meter .
I tilfælde af det elektriske felt \ $ \ vec E \ $ giver den lukkede konturintegral af det elektriske feltintensitet den elektromotoriske kraft (emf), som derefter vil have enheder på volt :
$$ \ mathcal {E} = \ oint_C \ vec E \ cdot d \ vec l $$
Tilsvarende for magnetfeltet \ $ \ vec H \ $, den lukkede konturintegral af magnetfeltintensiteten giver magnetmotorkraften (mmf), som vil have enheder på ampere (eller ampere-drejninger ):
$$ \ mathcal {F} = \ oint_C \ vec H \ cdot d \ vec l $$
Hvad er enhedens fysiske betydning ampere / meter i magnetik?
Ligesom volt pr. meter er en enhed til styrken af det elektriske felt, er amperen pr. meter en enhed til styrken af magnetfeltet.
For yderligere indsigt skal du tage dualiteten videre og overveje magnetfeltet på grund af en hypotetisk magnetisk ladning (monopol). Magnetisk ladning har enheder af webere, og det tilknyttede skalarmagnetiske potentiale har enheder på joule pr. Weber også kendt som ampere.
Dette er selvfølgelig det dobbelte af det skalære elektriske potentiale, der måles i joule pr. coulomb også kendt som volt.
Mere har en strøm af magnetisk ladning enheder på webers pr. sekund ellers kendt som volt.
Således er indsigten her, at vi kan forstå enheden ampere pr. meter via dualitet , på samme måde som vi forstår enheden volt pr. meter .
Svar
Gamle bøger er nyttige, fordi teorierne er på det meget begyndende og virkningerne af magnetfelt opdaget af kompassnålen. Fra “The Electromagnt” af RC Underhill (New York 1903): “Når en ledning bærer 10 ampere, ved en cm fra ledningens centrum er der to kraftlinjer (Webers) pr. Cm2 for hver cm længde af ledningen -det er 2 Gausses. To cm fra ledningens centrum er kun en kraftlinje pr. cm2-der er der kun 1 Gause. Derfor følgende lov: intensiteten i Gause i luft er lig med to tredjedele af strømmen i ampere, der strømmer gennem ledningen divideret med afstanden fra ledningens centrum i cm “