Mikä on ero magneettisen H-kentän ja B-kentän välillä?

H on kelojen liikkeellepaneva voima ja se on ampeerikierrosta metriä kohti, jos metriosa on magneettipiirin pituus. Muuntajassa on helppo määrittää tämä pituus, koska ytimessä on 99% virtauksesta. Käämi, jossa on ilmansydän, on vaikeaa, kuten luulisi.

Ajattelen B: tä – H: n ja B: n tuotetta suurentaa ytimen läpäisevyys.

Elektrostaatiassa E (sähkökentän voimakkuus) on yhtä suuri kuin H (magneettikentän voimakkuus) ja sitä on hieman helpompi visualisoida. . Sen yksiköt ovat volttia metriä kohti ja tuottavat myös toisen määrän, sähkövirran tiheyden (D) kerrottuna sen materiaalin läpäisevyydellä, jossa sitä on: –

\ $ \ dfrac {B} {H } = \ mu_0 \ mu_R \ $ ja

\ $ \ dfrac {D} {E} = \ epsilon_0 \ epsilon_R \ $

Ferriittitietolomakkeiden osalta BH-käyrä on tärkeä – se kertoo materiaalin läpäisevyyden ja tämä liittyy suoraan siihen, kuinka paljon induktanssia saat yhdestä langankierrosta.

Se osoittaa myös, kuinka paljon energiaa voi menettää magneettikentän kääntämisessä – tämä tapahtuu tietysti aina verkkovirralla käytettynä – kaikki ferriitin domeenit eivät palaa tuottamaan keskimäärin nollaa magneettisuutta, kun virta poistetaan ja virtaa kääntäen jäljellä olevat domeenit on neutraloitava ennen kuin ydinmagneetti muuttuu negatiiviseksi – tämä vaatii pienen määrän energiaa useimmilla ferriiteillä ja johtaa termiin hystereesihäviö.

Muut tärkeät ferriittitietolomakkeen kuvaajat ovat läpäisevyys vs. taajuuskaavio ja läpäisevyys vs. lämpötila.

Henkilökohtaisen kokemukseni mukaan muutaman muuntajan suunnittelun mielestäni ne ovat mutkikkaita, koska en koskaan näytä muistan mitään muuta kuin perusteet joka kerta kun aloitan uuden suunnittelun ja tämä on ärsyttävää – tässä vastauksessa minun piti tarkistaa kaikki paitsi H-yksiköt!

Kommentit

• Sanot E vastaavan H: ta ja D B: hin ather sanovat, että E vastaa B: tä, koska ne liittyvät vastaavasti kokonaismaksuihin ja kokonaisvirtoihin. Vaikka D on yhtä suuri kuin H, kun D ja H on kytketty vastaavasti ilmaisiin maksuihin ja vapaisiin virtoihin. Jos perustelet argumenttisi vain yhtälöiden ulkoasuun, se on hyvin heikko: yhtälöiden muoto riippuu vain käytänteistä (esim. P: n ja M: n merkit).
• @BenjaminT eikä jätä kommenttia sinun kannattaa jättää täysimittainen vastaus ajatuksesi perustelemiseksi.
• Ei, koska en vastaa OP-kysymykseen. Olen vain eri mieltä yhdestä lauseestasi. Lisäksi luulen, että kommenttini perustelee täysin ajatukseni kyseisestä asiasta.

Lyhyt versio: Sekä B että H tulevat joko magneeteista tai virroista.

Yksi (H) on suora ”ampeerikierros”, (ei: Andy on oikea: ampeerikierros metriä kohti), toinen (B) on H kertaa magneettipiirin läpäisevyys. Ilman tai tyhjiön kohdalla tämä on 1, joten B = H. Raudalle B = läpäisevyys (suuri määrä) * H.

(EDIT selventää: kuten Phil sanoo, B on itse asiassa H * vapaan tilan läpäisevyys: joka on 1 CGS-yksiköissä ja vakio (\ $ \ mu_0 \ $) SI-yksiköissä. Kummassakin järjestelmässä se kerrotaan magneettisten materiaalien, kuten raudan, ”suhteellisella läpäisevyydellä”.

Monimutkaisemmassa tilanteessa, kuten moottori, johon liittyy rautapylväskappaleita , roottoripalkit roottorissa ja ilmarakot, jokaisella osalla on oma läpäisevyys, pituus ja pinta-ala, joten vaikka tiedät ampeerikierrokset, selvitä kunkin alueen magneettivuon (esim. napojen ja roottorin välinen ilmarako) ja täten moottorilta odotettavissa olevasta vääntömomentista tulee monimutkainen kirjanpitoprosessi.

Voisit ajatella, että permeabiliteetin lisääminen magneettivuon lisäämiseksi samalla virralla on hyvä asia – ja olisit oikeassa pisteessä. : BH-suhde ei ole lineaarinen (tietyn B: n yläpuolella, läpäisevyys vähenee (karkeasti, kun kaikki magneettiset domeenit ovat jo linjassa) – tämä tunnetaan kyllästymisenä magneettisydämestä – tai muuntajan tai moottorin magneettipiirin yhdestä komponentista. Esimerkiksi, jos yksi komponentti kyllästyy ennen muita, lisää sen poikkipinta-alaa tai vaihda materiaalia. Joissakin materiaaleissa BH-käyrällä on myös hystereesi, eli materiaali magnetoituu ja tallentaa aikaisemman tilan: siksi se voi toimia tietokoneen tallennus- tai ääninauhana.

Magneettipiirien suunnittelu on yhtä paljon taidetta kuin suunnittelussa sähköpiirejä, ja liian usein laiminlyöty.

Kommentit

• Mielestäni B = H on totta tyhjiössä vain, jos käytetään CGS-yksiköitä (gauss, oerstead), ja silloinkin B ja H H: lla on eri yksiköt. Hämmentävä, koska käytät muuten SI-yksiköitä.
• Joo, magneettinen liikevoima (MMF) on vain ampeerikierrosta ja täysin ekvivalentti voltin (EMF) kanssa sähköstaattisessa järjestelmässä. H vastaa E: tä (volttia metriä kohti) ja B (mag) vastaa D: tä (luennot). Miksi tai miksi korkit ovat niin paljon helpompia päästä päähän. Hyvää uutta vuotta (pian) Brian

Et ole ensimmäinen, jota tavoittelevat tavanomaiset selitykset B & H, koska ne koskevat käytännöllisiä sähkömagneettisia laitteita, kuten ferriitti-induktorisydämiä. Taistelin vuosia B & H: n luonteen ja niiden soveltamisen sellaisissa laitteissa tavanomaisilla selityksillä. Pelastukseni tuli yhdestä luvusta pitkälti unohdetusta kirjasta, johon tapasin käytetyssä kirjakaupassa parikymmentä parillista vuotta sitten. Uskon, että kirja on nyt saatavilla verkossa pdf-muodossa. Kokeile Google-kirjoja. Kirjan nimi on V. Karapetoffin ”Magneettinen piiri” ja se julkaistiin noin vuonna 1911 – kyllä, yli 110 vuotta sitten! Siitä huolimatta magneettiset periaatteet ymmärrettiin tuolloin hyvin ja terminologia on pysynyt oleellisesti muuttumattomana vuosikymmenien aikana.

Jos luet luvun 1 erittäin huolellisesti, sinua siunataan hyvin käytännöllisellä ymmärryksellä magneettikentästä ja sen kaikista kauniista ominaisuuksista sekä sen arkaan terminologiasta, joka on edelleen yleisesti käytössä nykyään (esim. magneettimoottorin voima, läpäisy , haluttomuus, vuon vs. vuon tiheys jne.) Muutkin luvut ovat mielenkiintoisia, mutta niitä ei esitetä yhtä hyvin kuin luku 1, jota arvostan insinööritaidon kuohuvina helmenä.

Se auttaa myös ymmärtämisessäsi, jos rakennat muutaman yksinkertaisen ilman ytimen kelan kokeilemiseksi avuksi peruskäsitteiden pilkkomiseen. Käytä toimintageneraattoria kelojen ohjaamiseen ja pienempää kelaa magneettikentän havaitsemiseen ja sen näyttämiseen oskilloskoopilla. Ohjattujen kelojen tulisi olla halkaisijaltaan noin 6-12 tuumaa ja sense-kelat halkaisijaltaan noin 1/2 ”. 1000 Hz: n taajuus on riittävä. Jos olet todella kunnianhimoinen, sinun tulee rakentaa toroidikäämi, jota kirjoittaja käyttää pääasiallisena selitysajoneuvo.

Päätän antamalla tavallisen selityksen B & H: Yksinkertaisin sähköpiiri on akku, johon on kytketty rinnakkainen vastus. Ohmin laki voidaan oppia yksinomaan tästä kolmesta elementistä – jännitelähde, vastus ja johdin – sekä jännitemittarista ja ampeerimittarista. B & H voidaan oppia analogisesti yksinkertaisimmasta magneettipiiristä. Tämä on lanka, jonka virta kulkee (AC tai DC).

Virran tuottama magneettikenttä ympäröi langan sylinterimäisenä vuovuovina. ”M” on magnetomotorinen voima, joka on analoginen akun jännitteen kanssa Ohmin lain esimerkissä.”B” on magneettivuon kentän voimakkuus, joka muodostuu langan ympärille tuosta magneettimoottorivoimasta M, ja se on analoginen sähkövirtaan ”I” Ohms-lain esimerkissä. ”Vastus” on johtoa ympäröivän ilman läpäisevyys. Ympäröivä ilma muodostaa eräänlaisen ”kollektiivisen” tai ”hajautetun” magneettivastuksen langan ympärille. Tämä ”magneettivastus” sanelee tuotetun vuon ”B” tietyn käyttövoiman (eli magnetomotorisen voiman) ”M” suhteen, joka puolestaan on verrannollinen langan läpi virtaavan virran arvoon, melko samanlainen kuin Ohmin laki. Valitettavasti emme voi ostaa ”magneettivastuksia” mihinkään arvoon, joka sopii mieltymyksiimme. Digikeyltä ei ole saatavana myös kätevää volttimittaria vastaavaa ”magneettimoottorin voimamittaria”. Jos sinulla on onni saada ”virtausmittari”, voit mitata johtoa ympäröivien vuonlinjojen ”B” -arvon. Joten kuvittele, kuinka tulkitsisit ohmilain edellä kuvailemastani yksinkertaisesta paristovastuspiiristä, jos sinun tarvitsee vain työskennellä ampeerimittarilla etkä tiedä vastuksen arvoa tai akun jännitettä. Se olisi melko hämmentävä älyllinen harjoitus! Tämä on suurin käytännön taakka magneettipiirien oppimisessa – meillä ei yksinkertaisesti ole magneettisia perusmittaustyökaluja, kuten meillä on sähköä varten.

Ahhhh, mutta kukaan ei voi sijoittaa sitä aivan kuten vanha hyvä Karapetoff – kuka hän oli ja missä ikinä hän nyt lepää!

Kommentit

• esitit M: n mutta et selventänyt H
• Minulla on Koskaan ei ole nähnyt magnetomotorisen voiman kirjoittamista isolla kirjaimella (\ $ M \ $), vaan sen sijaan kirjoituskoodilla isolla ef-kirjaimella (\ $ \ mathcal {F} \ $). magnetointikenttää merkitään yleensä \ $ \ mathbf M \ $.

\ $ B = \ mu_c \ kertaa H \ $

B on magneettivuon tiheys ja ainutkertainen materiaalille. Suurempi \ $ \ mu_c \ $ tarkoittaa enemmän magneettivuon tiheyttä saman magneettikentän alla .

H on magneettikentän voimakkuus ja absoluuttinen määrä.

Kuten näen se, H on kelan virran aiheuttama magneettikenttä. Siinä oletetaan, ettei ferromagneettista ydintä ole asetettu. Jos asetetaan ferromagneettinen ydin, magneettikenttä vahvistuu ytimessä ja siten oli tarve kuvata kyseinen magneettikenttä merkitsemällä sitä B. Koska niiden välillä oli tarve tehdä ero, H: ta kutsuttiin kentän voimakkuudeksi ja B: tä kutsuttiin vuon tiheys.

Luulen, että H on absoluuttinen määrä, joka ei vaihtele materiaalin mukaan ja pysyy vakiona samalla johdolla ( esim. virtajohto tai magneetti) .Mutta B: n arvo riippuu materiaalista .B: n arvo riippuu siitä, kuinka paljon viivojen magneettikenttää mikä tahansa materiaali sallii sen läpäisemisen.Siksi mu_0 on muuntokerroin, joka viittaa käytettyyn kokonaismäärään magneettikenttä H (joka on absoluuttinen) kentän viivoille, jotka kaikki materiaalit päästävät niiden läpi (joka vaihtelee materiaalista).