Wat is het verschil tussen het magnetische H-veld en het B-veld?

H is de drijvende kracht in spoelen en is ampère omwentelingen per meter, waarbij het meterdeel de lengte is van het magnetische circuit. In een transformator is het gemakkelijk om deze lengte te bepalen omdat 99% van de flux zich in de kern bevindt. Een spoel met een luchtkern is moeilijk zoals je je misschien kunt voorstellen.

Ik beschouw B als een door -product van H en B wordt groter gemaakt door de permeabiliteit van de kern.

In elektrostatica is E (elektrische veldsterkte) het equivalent van H (magnetische veldsterkte) en het is iets gemakkelijker te visualiseren . De eenheden zijn volt per meter en geven ook aanleiding tot een andere hoeveelheid, elektrische fluxdichtheid (D) wanneer vermenigvuldigd met de permittiviteit van het materiaal waarin het bestaat: –

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

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

Met betrekking tot ferrietgegevensbladen is de BH-curve de belangrijke – het vertelt je de permeabiliteit van het materiaal en dit heeft rechtstreeks betrekking op hoeveel inductie je kunt krijgen voor één draadgang.

Het geeft ook aan hoeveel energie verloren kan gaan bij het omkeren van het magnetisch veld – dit zal natuurlijk altijd gebeuren bij wisselstroom – niet alle domeinen in het ferriet keren terug en produceren gemiddeld nul magnetisme wanneer de stroom wordt verwijderd en bij het omkeren van de stroom moeten de resterende domeinen worden geneutraliseerd voordat het kernmagnetisme negatief wordt – dit vereist een kleine hoeveelheid energie op de meeste ferrieten en geeft aanleiding tot de term hystereseverlies.

Andere belangrijke grafieken in een ferrietgegevensblad zijn de permeabiliteit versus frequentiegrafiek en permeabiliteit versus temperatuur.

Uit persoonlijke ervaring dat ik een paar transformatoren heb ontworpen, vind ik ze kronkelig in die zin dat ik me van nature nooit iets anders herinner dan de basiskennis elke keer dat ik aan een nieuw ontwerp begin en dit is vervelend – in dit antwoord moest ik alles dubbel controleren behalve de eenheden van H!

Opmerkingen

• U zegt dat E gelijk is aan H, en D aan B. Ik zou r ather zeggen dat E gelijk is aan B, omdat ze repectief zijn gekoppeld aan totale ladingen en totale stromen. Terwijl D gelijk is aan H, omdat D en H respectievelijk zijn gekoppeld aan gratis kosten en vrije stromen. Als je je argument alleen baseert op het uiterlijk van de vergelijkingen, is het erg zwak: de vorm van de vergelijkingen hangt alleen af van conventies (bijv. Tekens van P en M).
• @BenjaminT in plaats van een opmerking achter te laten je zou moeten overwegen om een volwaardig antwoord achter te laten om je denken te rechtvaardigen.
• Nee, want ik beantwoord de OP-vraag niet. Ik ben het gewoon niet eens met een van uw zinnen. Bovendien denk ik dat mijn opmerking mijn denken over dat specifieke punt volledig rechtvaardigt.

Korte versie: zowel B als H zijn afkomstig van magneten of stroom.

De ene (H) is rechte “ampère-omwentelingen”, (nee: Andy heeft gelijk: ampère-omwentelingen per meter) de andere (B) is H maal de permeabiliteit van het magnetische circuit. Voor lucht of vacuüm is dit 1 dus B = H. Voor ijzer, B = permeabiliteit (groot aantal) * H.

(EDIT om te verduidelijken: zoals Phil zegt, B is eigenlijk H * de permeabiliteit van vrije ruimte: dat is 1 in CGS-eenheden, en een constante (\ $ \ mu_0 \ $) in SI-eenheden. In beide systemen wordt het vermenigvuldigd met de “relatieve permeabiliteit” van magnetische materialen zoals ijzer)

Voor een complexer scenario zoals een motor, met ijzeren poolstukken , ijzeren staven in een rotor en luchtspleten, elke sectie heeft zijn eigen permeabiliteit, lengte en oppervlakte, dus terwijl je ampère-windingen kent, moet je de magnetische flux in elk gebied uitzoeken (de luchtspleet tussen polen en rotor bijvoorbeeld) en dus het koppel dat u van de motor kunt verwachten, wordt een complex boekhoudproces.

U zou kunnen denken dat het verhogen van de permeabiliteit om de magnetische flux voor dezelfde stroom te vergroten een goede zaak is – en u zou gelijk hebben : de BH-relatie is niet-lineair (boven een bepaalde B neemt de permeabiliteit af (grof gezegd, wanneer alle magnetische domeinen al uitgelijnd zijn) – dit staat bekend als saturatie van een magnetische kern – of van een component in het magnetische circuit van een transformator of motor. Als een component bijvoorbeeld eerder verzadigd raakt dan de andere, vergroot dan het dwarsdoorsnedegebied of verander het materiaal. In sommige materialen heeft de BH-curve ook hysterese, dat wil zeggen dat het materiaal wordt gemagnetiseerd en de vorige toestand opslaat: daarom kan het fungeren als computeropslag of geluidsband.

Het ontwerpen van magnetische circuits is evenzeer een kunst als ontwerpen van elektrische circuits, en al te vaak verwaarloosd.

Opmerkingen

• Ik denk dat B = H alleen waar is in een vacuüm als ik CGS-eenheden (gauss, oerstead) gebruik, en zelfs dan, B en H hebben verschillende eenheden. Verwarrend, omdat je anders SI-eenheden gebruikt.
• Ja, magneto-aandrijfkracht (MMF) is slechts ampère-omwentelingen en volledig gelijk aan volt (EMF) in elektrostatica. H is gelijk aan E (volt per meter) en B (mag) is gelijk aan D (lectrics). Hoe of waarom zijn petten zoveel gemakkelijker om rond te krijgen. Gelukkig nieuwjaar (binnenkort) Brian

Je bent niet de eerste die in de war raakt door conventionele verklaringen van B & H zoals ze van toepassing zijn op praktische elektromagnetische apparaten zoals ferriet inductorkernen. Ik worstelde jarenlang met de standaardverklaringen van de aard van B & H en hun toepassing in dergelijke apparaten. Mijn redding kwam uit een enkel hoofdstuk in een grotendeels vergeten boek dat ik zon twintig jaar geleden tegenkwam in een tweedehandsboekwinkel. Ik geloof dat het boek nu online beschikbaar is in pdf-formaat. Probeer Google Boeken. De naam van het boek is “The Magnetic Circuit” door V. Karapetoff en werd gepubliceerd rond 1911 – ja, meer dan 110 jaar geleden! Desalniettemin werden de magnetische principes destijds goed begrepen en is de terminologie in de tussenliggende decennia in wezen ongewijzigd gebleven.

Als je hoofdstuk 1 heel aandachtig leest, zul je gezegend worden met een zeer praktisch begrip van het magnetische veld en al zijn mooie eigenschappen en zijn mysterieuze terminologie die nog steeds algemeen wordt gebruikt (bijv. magnetomotorische kracht, permeantie , tegenzin, flux versus fluxdichtheid, etc.) De overige hoofdstukken zijn ook interessant, maar niet zo goed gepresenteerd als Hoofdstuk 1, dat ik beschouw als een sprankelend juweeltje van technische uiteenzettingen.

Het zal je ook helpen bij het begrijpen als je een paar eenvoudige lucht-kernspoelen construeert om mee te experimenteren als hulpmiddel bij het verwerken van de basisconcepten. Gebruik een functiegenerator om de spoelen aan te sturen en een kleinere spoel om het magnetische veld te detecteren en weer te geven op een oscilloscoop. De aangedreven spoelen moeten ongeveer 15-12 cm in diameter zijn en de detectiespoel ongeveer 1/2 inch in diameter. Een frequentie van 1000 Hz is voldoende. Als je echt ambitieus bent, moet je de ringkernspoel bouwen die de auteur gebruikt als zijn belangrijkste voertuig van uitleg.

Ik eindig met mijn standaardverklaring van B & H: Het eenvoudigste elektrische circuit is een batterij met een parallel geschakelde weerstand. De wet van Ohms kan uitsluitend worden geleerd van deze eenvoudige opstelling van drie elementen – spanningsbron, weerstand en draad – samen met een voltmeter en een ampèremeter. B & H kan op analoge wijze worden geleerd van het eenvoudigste magnetische circuit. Dit is een draad waar een stroom (AC of DC) doorheen loopt.

Het magnetische veld dat door de stroom wordt geproduceerd, omcirkelt de draad met een cilindrische formatie van fluxlijnen. “M” is de magnetomotorische kracht analoog aan de spanning van de batterij in het voorbeeld van de wet van Ohm.”B” is de sterkte van het resulterende magnetische fluxveld dat rond de draad wordt gevormd door die magnetomotorische kracht M, en is analoog aan de elektrische stroom “I” in het voorbeeld van de wet van Ohms. De “weerstand” is de doorlaatbaarheid van de lucht rondom de draad. De omringende lucht vormt een soort “collectieve” of “verdeelde” magnetische weerstand rond de draad. Deze “magnetische weerstand” dicteert een verhouding van de geproduceerde flux “B” voor een gegeven aandrijfkracht (d.w.z. magnetomotorische kracht) “M”, die op zijn beurt evenredig is met de waarde van de stroom die door de draad vloeit, vrij gelijkaardig aan de wet van Ohm. Helaas kunnen we geen ‘magnetische weerstanden’ kopen voor een waarde die bij ons past. Evenmin is er een “Magnetomotive Force Meter” equivalent aan onze handige voltmeter verkrijgbaar bij Digikey. Als je het geluk hebt een ‘fluxmeter’ te hebben, kun je de ‘B’ -waarde meten van de fluxlijnen rond de draad. Dus stel je voor hoe je de Ohms-wet zou ontcijferen uit het eenvoudige batterijweerstandscircuit dat ik hierboven heb beschreven, als je alleen maar een ampèremeter zou moeten werken en de waarde van de weerstand of de spanning van de batterij niet wist. Het zou een nogal raadselachtige intellectuele oefening zijn! Dit is de grootste praktische last die moet worden overwonnen bij het leren van magnetische circuits – we hebben gewoon “niet de fundamentele magnetische meetinstrumenten zoals we die hebben voor elektriciteit.

Ahhhh, maar niemand kan het precies zo neerleggen als de goede oude Karapetoff – wie hij ook was en waar hij nu ook rust!

Opmerkingen

• je hebt M geïntroduceerd maar hebt H niet verduidelijkt
• Ik heb nooit gezien dat de magnetomotorische kracht werd geschreven met een hoofdletter em (\ $ M \ $), maar in plaats daarvan door een hoofdletter ef-letter van het script (\ $ \ mathcal {F} \ $). De magnetisatieveld wordt meestal aangeduid met \ $ \ mathbf M \ $.

\ $ B = \ mu_c \ maal H \ $

B is de magnetische fluxdichtheid en is uniek voor het materiaal. Hogere \ $ \ mu_c \ $ betekent meer magnetische fluxdichtheid onder hetzelfde magnetische veld .

H is de magnetische veldsterkte en is een absolute grootheid.

Zoals ik zie het, H is de magnetisch veld veroorzaakt door de stroom in de spoel. Het veronderstelt dat er geen ferromagnetische kern is ingebracht. Als een ferromagnetische kern wordt ingebracht, wordt het magnetische veld sterker in de kern en dus was het nodig om dat netto magnetische veld te beschrijven, aangeduid met B.Omdat er een onderscheid moest worden gemaakt tussen beide, werd H veldintensiteit genoemd en werd B genoemd fluxdichtheid.

Ik denk dat H een absolute hoeveelheid is die niet varieert met het materiaal en constant blijft voor dezelfde afleidende kracht ( bijv. stroomvoerende draad of magneet). Maar de waarde van B hangt af van het materiaal. De waarde van B hangt af van hoeveel magnetisch veld van lijnen, welk materiaal dan ook doorlaat. Daarom is mu_0 een conversiefactor die het totaal toegepaste magnetisch veld H (dat absoluut is) naar veldlijnen die elk materiaal erdoor laat (dit varieert van materiaal tot materiaal).