Qual è la differenza tra il campo magnetico H e il campo B?

H è la forza motrice nelle bobine ed è ampere giri per metro dove la parte del metro è la lunghezza del circuito magnetico. In un trasformatore è facile determinare questa lunghezza perché il 99% del flusso è contenuto nel nucleo. Una bobina con un nucleo in aria è difficile come potresti immaginare.

Penso a B come a -Il prodotto di H e B è reso più grande dalla permeabilità del nucleo.

In elettrostatica, E (intensità del campo elettrico) è lequivalente di H (intensità del campo magnetico) ed è un po più facile da visualizzare . Le sue unità sono volt per metro e danno origine anche a unaltra quantità, densità di flusso elettrico (D) quando moltiplicata per la permettività del materiale in cui esiste: –

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

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

Per quanto riguarda le schede tecniche della ferrite, la curva BH è la importante – ti dice la permeabilità del materiale e questo si riferisce direttamente a quanta induttanza puoi ottenere per un giro di filo.

Indica anche quanta energia potrebbe essere persa quando si inverte il campo magnetico – questo ovviamente accadrà sempre quando viene azionato CA – non tutti i domini nella ferrite tornano a produrre una media di magnetismo zero la corrente viene rimossa e quando si inverte la corrente i domini rimanenti devono essere neutralizzati prima che il magnetismo del nucleo diventi negativo: ciò richiede una piccola quantità di energia sulla maggior parte dei ferriti e dà origine al termine perdita di isteresi.

Altro importante i grafici in una scheda tecnica di ferrite sono il grafico della permeabilità rispetto alla frequenza e della permeabilità rispetto alla temperatura.

Dallesperienza personale di aver progettato alcuni trasformatori, li trovo tortuosi in quanto mi sembra di non ricordare mai naturalmente nientaltro che il basi ogni volta che inizio un nuovo progetto e questo è fastidioso: in questa risposta ho dovuto ricontrollare tutto tranne le unità di H!

Commenti

• Dici che E è equivalente a H e D a B. Io vorrei r altri dicono che E è equivalente a B, perché sono legati rispettivamente alle cariche totali e alle correnti totali. Mentre D è equivalente ad H in quanto D e H sono legati rispettivamente a cariche libere e correnti libere. Se basi il tuo argomento solo sullaspetto delle equazioni, è molto debole: la forma delle equazioni dipende solo dalle convenzioni (ad esempio i segni di P e M).
• @BenjaminT piuttosto che lasciare un commento dovresti considerare di lasciare una risposta completa per giustificare il tuo pensiero.
• No, perché non rispondo alla domanda OP. Sono solo in disaccordo con una delle tue frasi. Inoltre penso che il mio commento giustifichi pienamente il mio pensiero su quel punto particolare.

Versione breve: sia B che H provengono da magneti o corrente.

Uno (H) è dritto “ampere giri”, (no: Andy ha ragione: ampere-giri per metro) laltro (B) è H volte la permeabilità del circuito magnetico. Per aria o vuoto, questo è 1 quindi B = H. Per il ferro, B = permeabilità (numero elevato) * H.

(EDIT per chiarire: come dice Phil, B è in realtà H * la permeabilità dello spazio libero: che è 1 in unità CGS e una costante (\ $ \ mu_0 \ $) in unità SI. In entrambi i sistemi viene moltiplicata per la “permeabilità relativa” dei materiali magnetici come il ferro)

Per uno scenario più complesso come un motore, che coinvolge espansioni polari di ferro , barre di ferro in un rotore e intercapedini daria, ogni sezione ha la propria permeabilità, lunghezza e area, quindi mentre si conoscono gli ampere-giri, capire il flusso magnetico in ciascuna area (il traferro tra i poli e il rotore per esempio) e quindi la coppia che ci si può aspettare dal motore diventa un complesso processo di contabilità.

Potreste pensare che aumentare la permeabilità per aumentare il flusso magnetico per la stessa corrente sia una buona cosa – e sareste arrivati a un certo punto : la relazione BH è non lineare (al di sopra di un certo B, la permeabilità diminuisce (grossolanamente, quando tutti i domini magnetici sono già allineati) – questo è noto come saturazione di un nucleo magnetico – o di un componente nel circuito magnetico di un trasformatore o motore. Ad esempio, se un componente si satura prima degli altri, aumentare la sua area della sezione trasversale o cambiarne il materiale. In alcuni materiali, la curva BH ha anche isteresi, ovvero il materiale si magnetizza e memorizza lo stato precedente: ecco perché può agire come memoria del computer o nastro audio.

Progettare circuiti magnetici è unarte tanto quanto progettando circuiti elettrici, e troppo spesso trascurato.

Commenti

• Penso che B = H sia vero nel vuoto solo se si utilizzano unità CGS (gauss, oerstead), e anche allora B e H ha unità diverse. È fonte di confusione, poiché altrimenti stai usando unità SI.
• Sì, la forza motrice del magnete (MMF) è solo ampere-giro ed è totalmente equivalente ai volt (EMF) in elettrostatica. H è equivalente a E (volt per metro) e B (mag) è equivalente a D (elettrico). Perché o perché i berretti sono così più facili da farti girare la testa. Felice anno nuovo (a breve) Brian

Non sei il primo a essere confuso dalle spiegazioni convenzionali di B & H in quanto si applicano a dispositivi elettromagnetici pratici come i nuclei degli induttori di ferrite. Ho lottato per anni con le spiegazioni standard della natura di B & H e la loro applicazione in tali dispositivi. La mia salvezza è venuta da un singolo capitolo di un libro in gran parte dimenticato in cui mi sono imbattuto in un negozio di libri usati una ventina di anni fa. Credo che il libro sia ora disponibile on-line in formato pdf. Prova Google Libri. Il nome del libro è “The Magnetic Circuit” di V. Karapetoff ed è stato pubblicato intorno al 1911 – sì, 110+ anni fa! Tuttavia, i principi magnetici erano ben compresi allepoca e la terminologia è rimasta sostanzialmente invariata nei decenni successivi.

Se leggi il Capitolo 1 con molta attenzione sarai benedetto con una comprensione molto pratica del campo magnetico e di tutte le sue belle caratteristiche e della sua terminologia arcana che è ancora di uso comune oggi (es. forza magnetomotrice, permeanza , riluttanza, flusso vs densità di flusso, ecc.) Anche i capitoli rimanenti sono interessanti, ma non presentati così bene come il Capitolo 1, che venerò come uno scintillante gioiello di esposizione ingegneristica.

Aiuterà anche la tua comprensione se costruisci alcune semplici bobine in aria con cui sperimentare come aiuto alla digestione dei concetti di base. Utilizzare un generatore di funzioni per guidare le bobine e una bobina più piccola per rilevare il campo magnetico e visualizzarlo su un oscilloscopio. Le bobine guidate dovrebbero essere di circa 6-12 pollici di diametro e la bobina di senso di circa 1/2 “di diametro. Una frequenza di 1000 Hz è adeguata. Se sei veramente ambizioso dovresti costruire la bobina toroidale che lautore usa come suo principale veicolo di spiegazione.

Concluderò dando la mia spiegazione standard di B & H: Il circuito elettrico più semplice è una batteria con una resistenza collegata in parallelo. La legge di Ohm può essere appresa esclusivamente da questa semplice disposizione di tre elementi – sorgente di tensione, resistenza e filo – insieme a un voltmetro e un amperometro. B & H può essere appreso in modo analogo dal più semplice circuito magnetico. Questo è un filo attraversato da una corrente (CA o CC).

Il campo magnetico prodotto dalla corrente circonda il filo con una formazione cilindrica di linee di flusso. “M” è la forza magnetomotrice analoga alla tensione della batteria nellesempio della legge di Ohm.”B” è la forza del campo di flusso magnetico risultante formato intorno al filo da quella forza magnetomotrice M, ed è analoga alla corrente elettrica “I” nellesempio della legge di Ohm. Il “resistore” è la permeabilità dellaria che circonda il filo. Laria circostante forma una sorta di resistore magnetico “collettivo” o “distribuito” attorno al filo. Questo “resistore magnetico” determina un rapporto di flusso prodotto “B” per una data forza motrice (cioè forza magnetomotrice) “M”, che è a sua volta proporzionale al valore della corrente che scorre attraverso il filo, abbastanza simile alla legge di Ohm. Sfortunatamente, non possiamo acquistare “resistenze magnetiche” in qualsiasi valore che si adatti alla nostra fantasia. Né esiste un “misuratore di forza magnetomotrice” equivalente al nostro pratico voltmetro disponibile da Digikey. Se sei abbastanza fortunato da avere un “flussometro” potresti misurare il valore “B” delle linee di flusso che circondano il filo. Quindi, immagina come decifreresti la legge di Ohm dal semplice circuito della resistenza della batteria che ho descritto sopra, se tutto ciò con cui dovessi lavorare fosse un amperometro e non conoscessi il valore del resistore o la tensione della batteria. Sarebbe un esercizio intellettuale piuttosto sconcertante! Questo è il più grande fardello pratico da superare quando si imparano i circuiti magnetici: semplicemente non abbiamo gli strumenti di misurazione magnetici di base come abbiamo per lelettricità.

Ahhhh, ma nessuno può esporlo esattamente come il buon vecchio Karapetoff – chiunque fosse e dove mai si riposa ora!

Commenti

• hai introdotto M ma non hai chiarito H
• Ho mai visto la forza magnetomotrice scritta da una lettera em maiuscola (\ $ M \ $), ma invece da una lettera ef maiuscola (\ $ \ mathcal {F} \ $). Il campo di magnetizzazione è solitamente indicato da \ $ \ mathbf M \ $.

\ $ B = \ mu_c \ times H \ $

B è la densità del flusso magnetico ed è unica per il materiale. \ $ \ mu_c \ $ più alta significa più densità del flusso magnetico sotto lo stesso campo magnetico .

H è lintensità del campo magnetico ed è una quantità assoluta.

Come vedo esso, H è il campo magnetico causato dalla corrente nella bobina. Si presume che non sia inserito alcun nucleo ferromagnetico. Se si inserisce il nucleo ferromagnetico, il campo magnetico diventa più forte nel nucleo e quindi cera bisogno di descrivere quel campo magnetico netto, denotandolo con B. Poiché cera bisogno di distinguere tra loro, H era chiamata intensità di campo e B era chiamata densità del flusso.

Penso che H sia una quantità assoluta che non varia con il materiale e rimane costante per la stessa forza derivante ( es. filo che trasporta corrente o magnete) .Ma il valore di B dipende dal materiale. Il valore di B dipende da quanto campo magnetico delle linee, qualsiasi materiale permette di attraversarlo. Quindi mu_0 è un fattore di conversione che si riferisce al totale applicato campo magnetico H (che è assoluto) alle linee di campo consentite da qualsiasi materiale (che varia da materiale a materiale).