Jeg har vanskelig for å forstå hva ting denne enheten måler. Jeg forstår ampere og jeg forstår meter , og jeg forstår per , men siden ampere er et mål på strøm, har jeg problemer med å forstå hvordan dette forholder seg til magnetikk. Jeg forstår at en strøm er assosiert med et magnetfelt. Det jeg ikke forstår er hvordan disse passer sammen for å lage ampere / meter .
Hva er en ampere / meter og hva er tingen at det måler? Hvordan kan jeg konstruere en ting som lager en ampere / meter ? Når jeg varierer parametrene til denne tingen (uansett hvilke parametere den har: lengde, svinger, strøm …), hvordan strømstyrken per meterendring?
Kommentarer
- Tenk på det som ampere-meter per kvadratmeter, som kan bidra til å gjøre det klart at det er 3 dimensjoner involvert.
- @BrianDrummond som bare får meg til å lure på hva en amperemåler er.
- Vel, jeg kan ' t slå Andy ' s svar.
Svar
I en kondensator er det enkelt å se at den elektriske feltstyrken (E) har en åpenbar «per meter» del – det er relatert til avstanden mellom platene i en kondensator.
I en induktor er det vanskeligere å se – » per meter «del av magnetfeltet styrke (H) er relatert til den nominelle lengden på banen til magnetiske fluxlinjer. I en lukket ferrittinduktor som en toroid er «per meter» -delen den nominelle lengden rundt toroiden – ganske lett å visualisere. I en mer kompleks transformator (for eksempel en EI-kjerne) vises «per meter» -delen som vist i rødt: –
H, definert som ampere-svinger per meter, reduseres hvis lengden på banen til fluxlinjene er lengre, og den resulterende flytdensiteten for et gitt magnetisk materiale ville være mindre. Dette betyr naturlig at større ferritter kan «holde» mer energi før de mettes.
En toroid eller ethvert lukket magnetisk materiale med anstendig permeabilitet kan antas å inneholde all den magnetiske strømmen i materialet. Hvis toroidelengden var 10 cm og du passerte 1 amp gjennom ti omdreininger, ville H være 100. Det ville også være 100 hvis det var en sving og 10 ampere.
Rediger om motvilje og flytdensitet
Motvilje (\ $ R_M \ $ eller S) er som kretsmotstand – det indikerer hvor mye magnetisk flux (\ $ \ Phi \ $) ferritten vil produsere for en gitt magnetomotivkraft (MMF eller \ $ F_M \ $). MMF er lett – det er ampere-svinger (i motsetning til H som er ampere-svinger per meter). Forhold: –
Motvilje til en magnetisk krets (\ $ R_M \ $) er \ $ \ dfrac {l_e} {\ mu \ cdot A_e} \ $
Hvor \ $ l_e \ $ er «effektiv» lengde rundt magnetisk krets og \ $ A_e \ $ er det «effektive» tverrsnittsarealet til det magnetiske materialet.
MMF delt på motviljen er lik magnetisk fluss, \ $ \ Phi \ $: –
\ $ \ Phi = \ dfrac {MMF} {R_M} \ $ og derfor \ $ \ Phi = \ dfrac {MMF \ cdot \ mu \ cdot A_e} {l_e} \ $
Dette betyr at hvis tverrsnittsarealet (\ $ A_e \ $) av en ferrit dobler, magnetisk strømning også dobler. Virkningen av dette er at magnetisk fluktetthet, B (flux per kvadratmeter) forblir den samme og kjernen vil mette med samme strøm fordi metning bare er relatert til flytdensitet. Også ovennevnte formel kan omorganiseres slik: –
\ $ \ dfrac {\ Phi} {A_e} = \ dfrac {MMF \ cdot \ mu} {l_e} \ $ eller
\ $ B = H \ cdot \ mu \ $ som er hvordan magnetisk permeabilitet er definert
Komme nts
- Vil dette bety at en fetere, men ikke lenger ferritt, vil mette med samme strøm?
- @PhilFrost Ja – se ovenfor. Jeg ville ikke ' la denne slå meg, for jeg var ikke ' t på jobb. Nå gjør hodet mitt vondt LOL.
- " Hvis lengden på toroiden var 10 cm og du passerte 1 amp gjennom ti svinger, ville H være lik 1 ". 10cm – > 10m.
- Eh ?? H ville lik 1 "? H ville være lik 100 fordi 1×10 / 0,1 = 100.
- Ja, ifølge setningen din skal den være H = 100 eller bare endre lengden på banen til 10m. Samtalen din.
Svar
Hva er en ampere / meter og hva er det som måler?
Magnetfeltintensiteten \ $ \ vec H \ $ måles i ampere per meter .
Dette er dobbelt så mye som den elektriske feltintensiteten \ $ \ vec E \ $ som måles i volt per meter .
Når det gjelder det elektriske feltet \ $ \ vec E \ $, gir den lukkede konturintegralen av det elektriske feltintensiteten den elektromotoriske kraften (emf) som da vil ha enheter på volt :
$$ \ mathcal {E} = \ oint_C \ vec E \ cdot d \ vec l $$
Tilsvarende for magnetfeltet \ $ \ vec H \ $, den lukkede konturintegralen av magnetfeltintensiteten gir magnetmotorisk kraft (mmf) som vil ha enheter på ampere (eller ampere-svinger ):
$$ \ mathcal {F} = \ oint_C \ vec H \ cdot d \ vec l $$
Hva er enhetens fysiske betydning ampere / meter i magnetikk?
Akkurat som volt per meter er en enhet for styrken til det elektriske feltet, er amperen per meter en enhet for styrken til magnetfeltet.
For ytterligere innsikt, ta dualiteten videre og vurder magnetfeltet på grunn av en hypotetisk magnetisk ladning (monopol). Magnetisk ladning har enheter av webere og tilhørende skalar magnetisk potensial har enheter på joule per weber ellers kjent som ampere.
Dette er selvfølgelig det dobbelte av det skalære elektriske potensialet målt i joule per coulomb ellers kjent som volt.
Mer har en strøm av magnetisk ladning enheter på webers per sekund ellers kjent som volt.
Dermed er innsikten her at vi kan forstå enheten ampere per meter , via dualitet , på samme måte som vi forstår enheten volt per meter .
Svar
Gamle bøker er nyttige fordi teoriene er på begynnelsen, og effekten av magnetfelt oppdaget av kompassnålen. Fra «The Electromagnt» av RC Underhill (New York 1903): «Når en ledning bærer 10 ampere, på en cm fra ledningens sentrum er det to kraftlinjer (Webers) per kvadratmeter for hver cm lengde på ledningen -det er 2 Gausses. To cm fra ledningens sentrum er bare en kraftlinje per kvadratmeter -det er der bare 1 Gause. Derfor følgende lov: intensiteten i Gause i luft er lik to tiendedeler av strømmen i ampere som strømmer gjennom ledningen, delt på avstanden fra ledningens sentrum i cm «