Trudno mi zrozumieć, co mierzy ta jednostka. Rozumiem amper i rozumiem metr i rozumiem na , ale ponieważ amper jest miarą prądu, mam trudności ze zrozumieniem, jak to się ma do magnetyzacji. Rozumiem, że prąd jest powiązany z polem magnetycznym. Nie rozumiem, jak to wszystko razem składa się na amper / metr .
Co to jest amper / metr i o co chodzi co mierzy? Jak mogę zbudować rzecz, która wytwarza amper / metr ? Ponieważ zmieniam parametry tej rzeczy (niezależnie od parametrów: długość, zwoje, prąd …), w jaki sposób natężenie prądu na metr zmienia się?
Komentarze
- Pomyśl o tym jako o amperometrze na metr kwadratowy; to może pomóc wyjaśnić, że istnieją 3 wymiary
- @BrianDrummond sprawia, że zastanawiam się, co to jest amperomierz.
- Cóż, mogę ' nie pokonać Andyego ' odpowiedź.
Odpowiedź
W przypadku kondensatora jest to łatwe żeby zobaczyć, że natężenie pola elektrycznego (E) ma oczywistą część „na metr” – odnosi się do odległości między płytami w kondensatorze.
W cewce indukcyjnej trudniej jest zobaczyć – na metr „część pola magnetycznego siła (H) odnosi się do nominalnej długości ścieżki magnetycznych linii strumienia. W zamkniętym ferrytowym wzbudniku, takim jak toroid, część „na metr” to nominalna długość wokół toroidu – dość łatwa do wizualizacji. W bardziej złożonym transformatorze (takim jak rdzeń EI) część „na metr” pokazana poniżej na czerwono: –
H, zdefiniowane jako amperobroty na metr, zmniejsza się, jeśli długość ścieżki linii strumienia jest dłuższa, a wynikowa gęstość strumienia dla danego materiału magnetycznego byłaby mniejsza. To oczywiście oznacza, że większe ferryty mogą „zatrzymać” więcej energii przed nasyceniem.
Można założyć, że toroid lub jakikolwiek zamknięty materiał magnetyczny o przyzwoitej przepuszczalności zawiera cały strumień magnetyczny w materiale. Gdyby długość toroidu wynosiła 10 cm i przepuściłeś 1 amper przez dziesięć zwojów, H wyniósłby 100. Równie dobrze byłoby 100, gdyby był jeden obrót i 10 amperów.
Edytuj o reluktancji i gęstości strumienia
Reluktancja (\ $ R_M \ $ lub S) jest jak rezystancja obwodu – wskazuje, ile magnetycznego strumień (\ $ \ Phi \ $) ferryt wytworzy dla danej magneto-siły napędowej (MMF lub \ $ F_M \ $). MMF jest łatwy – to amperobroty (w przeciwieństwie do H, które oznacza amperobroty na metr). Zależności: –
Reluktancja obwodu magnetycznego (\ $ R_M \ $) wynosi \ $ \ dfrac {l_e} {\ mu \ cdot A_e} \ $
Gdzie \ $ l_e \ $ to „efektywna” długość wokół obwodu magnetycznego, a \ $ A_e \ $ to „efektywna” powierzchnia przekroju materiał magnetyczny.
MMF podzielony przez reluktancję równa się strumieniowi magnetycznemu, \ $ \ Phi \ $: –
\ $ \ Phi = \ dfrac {MMF} {R_M} \ $ i dlatego \ $ \ Phi = \ dfrac {MMF \ cdot \ mu \ cdot A_e} {l_e} \ $
Oznacza to, że jeśli pole przekroju poprzecznego (\ $ A_e \ $) ferrytu podwaja się, strumień magnetyczny również się podwaja. Skutkiem tego jest to, że gęstość strumienia magnetycznego, B (strumień na metr kwadratowy) pozostaje taka sama, a rdzeń nasycałby się tym samym prądem, ponieważ nasycenie jest związane tylko z gęstością strumienia. Również powyższy wzór może być uporządkowanym w następujący sposób: –
\ $ \ dfrac {\ Phi} {A_e} = \ dfrac {MMF \ cdot \ mu} {l_e} \ $ lub
\ $ B = H \ cdot \ mu \ $ czyli jak definiuje się przenikalność magnetyczną
Comme nts
- Czy oznaczałoby to, że grubszy, ale nie dłuższy ferryt nasycałby się przy tym samym prądzie?
- @PhilFrost Tak – patrz wyżej. Nie ' nie pozwoliłem, aby ten mnie pokonał, ponieważ nie ' t pracowałem. Teraz boli mnie głowa. LOL.
- " Gdyby długość toroidu wynosiła 10 cm i przeszedłeś 1 amper przez dziesięć zwojów, H wyniósłby 1 ". 10 cm – > 10 m.
- Eh ?? H będzie równe 1 "? H będzie równe 100, ponieważ 1×10 / 0.1 = 100.
- Tak, zgodnie z twoim zdaniem, powinno być H = 100 lub po prostu zmień długość ścieżki na 10 m. Twoja rozmowa.
Odbierz
Co to jest amper / metr i co mierzy?
Natężenie pola magnetycznego \ $ \ vec H \ $ jest mierzone w amperach na metr .
Jest to podwójne natężenie pola elektrycznego \ $ \ vec E \ $ mierzone w woltach na metr .
W przypadku pola elektrycznego \ $ \ vec E \ $, całka z konturu zamkniętego natężenia pola elektrycznego daje siłę elektromotoryczną (emf), która będzie miała jednostki woltów :
$$ \ mathcal {E} = \ oint_C \ vec E \ cdot d \ vec l $$
Podobnie dla pola magnetycznego \ $ \ vec H \ $, całka zamkniętego konturu natężenia pola magnetycznego daje siłę magnetomotoryczną (mmf), która będzie miała jednostki amperów (lub amperozwojów ):
$$ \ mathcal {F} = \ oint_C \ vec H \ cdot d \ vec l $$
Jakie jest fizyczne znaczenie jednostki amper / metr w magnetykach?
Tak jak wolt na metr jest jednostką natężenia pola elektrycznego, tak amper na metr jest jednostką dla siła pola magnetycznego.
Aby uzyskać dodatkowy wgląd, idź dalej i rozważ pole magnetyczne wywołane hipotetycznym ładunkiem magnetycznym (monopolem). Ładunek magnetyczny ma jednostki sieci, a związany z nim skalarny potencjał magnetyczny ma jednostki dżuli na weber zwane inaczej amperami.
Jest to oczywiście podwójny mierzony skalarny potencjał elektryczny w dżulach na kulomb zwanych inaczej woltami.
Co więcej, prąd ładunku magnetycznego ma jednostki sieci na sekundę inaczej nazywany woltem.
W związku z tym spostrzeżenie jest takie, że możemy zrozumieć jednostkę amper na metr , poprzez dwoistość , w taki sam sposób, w jaki rozumiemy jednostkę wolt na metr .
Odpowiedź
Stare książki są pożyteczne, ponieważ powstają teorie i efekty pola magnetycznego odkrywane przez igłę kompasu. Z „The Electromagnt” RC Underhill (Nowy Jork 1903): „Gdy drut przenosi 10 amperów, w odległości jednego cm od środka drutu są dwie linie siły (Webers) na cm2 na każdy cm długości drutu -to jest 2 Gaussy. Dwa cm od środka drutu to tylko jedna linia siły na cm2 -to jest tylko 1 Gauss. Stąd następujące prawo: natężenie w Gausach w powietrzu jest równe dwie tenty razy prąd w amperach przepływający przez przewód podzielony przez odległość od środka przewodu w cm „