Qual é a diferença entre o campo magnético H e o campo B?

H é a força motriz nas bobinas e é voltas de ampere por metro, onde a parte do metro é o comprimento do circuito magnético. Em um transformador, é fácil determinar este comprimento porque 99% do fluxo está contido no núcleo. Uma bobina com um núcleo de ar é difícil como você pode imaginar.

Eu penso em B como um -produto de H e B é feito maior pela permeabilidade do núcleo.

Em eletrostática, E (intensidade do campo elétrico) é o equivalente a H (intensidade do campo magnético) e é um pouco mais fácil de visualizar . Suas unidades são volts por metro e também dão origem a outra quantidade, densidade de fluxo elétrico (D) quando multiplicada pela permissividade do material em que existe: –

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

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

Em relação às folhas de dados de ferrite, a curva BH é a importante – ele informa a permeabilidade do material e está diretamente relacionado a quanta indutância você pode obter por uma volta de fio.

Também indicará quanta energia pode ser perdida ao inverter o campo magnético – isso, é claro, sempre acontecerá quando acionado por CA – nem todos os domínios na ferrita retornam para produzir uma média de magnetismo zero quando o a corrente é removida e ao inverter a corrente, os domínios restantes precisam ser neutralizados antes que o magnetismo do núcleo fique negativo – isso requer uma pequena quantidade de energia na maioria das ferritas e dá origem ao termo perda de histerese.

Outros importantes gráficos em uma folha de dados de ferrite são o gráfico de permeabilidade versus frequência e permeabilidade versus temperatura.

Por experiência pessoal de ter projetado alguns transformadores, eu os considero tortuosos, pois nunca pareço me lembrar naturalmente de nada além do noções básicas cada vez que começo um novo design e isso é irritante – nesta resposta, tive que verificar tudo, exceto as unidades de H!

Comentários

• Você diz que E é equivalente a H e D a B. Eu r Outros dizem que E é equivalente a B, porque eles estão ligados respectivamente às cargas totais e às correntes totais. Enquanto D é equivalente a H, D e H estão vinculados respectivamente a cargas gratuitas e correntes livres. Se você basear seu argumento apenas na aparência das equações, ele é muito fraco: a forma das equações depende apenas de convenções (por exemplo, sinais de P e M).
• @BenjaminT em vez de deixar um comentário você deve considerar deixar uma resposta completa para justificar seu pensamento.
• Não, porque eu não respondo à pergunta OP. Eu apenas discordo de uma de suas frases. Além disso, acho que meu comentário justifica totalmente meu pensamento sobre esse ponto específico.

Versão curta: B e H vêm de ímãs ou de corrente.

Um (H) é “voltas em ampères” em linha reta, (não: Andy está correto: voltas em ampères por metro) o outro (B) é H vezes a permeabilidade do circuito magnético. Para ar ou vácuo, isso é 1, então B = H. Para o ferro, B = permeabilidade (grande número) * H.

(EDITAR para esclarecer: como diz Phil, B é na verdade H * a permeabilidade do espaço livre: que é 1 em unidades CGS e uma constante (\ $ \ mu_0 \ $) em unidades SI. Em ambos os sistemas, é multiplicado pela “permeabilidade relativa” de materiais magnéticos como o ferro)

Para um cenário mais complexo como um motor, envolvendo peças polares de ferro , barras de ferro em um rotor, e entreferros, cada seção tem sua própria permeabilidade, comprimento e área, então enquanto você conhece ampere-voltas, descobrir o fluxo magnético em cada área (o entreferro entre os pólos e rotor, por exemplo) e assim, o torque que você pode esperar do motor se torna um processo de contabilidade complexo.

Você pode pensar que aumentar a permeabilidade para aumentar o fluxo magnético para a mesma corrente é uma coisa boa – e você estaria certo até certo ponto : a relação BH é não linear (acima de um certo B, a permeabilidade diminui (grosseiramente, quando todos os domínios magnéticos já estão alinhados) – isso é conhecido como saturação de um núcleo magnético – ou de um componente no circuito magnético de um transformador ou motor. Por exemplo, se um componente saturar antes dos outros, aumente sua área de seção transversal ou altere seu material. Em alguns materiais, a curva BH também tem histerese, ou seja, o material fica magnetizado e armazena o estado anterior: é por isso que pode atuar como armazenamento de computador ou fita de áudio.

Projetar circuitos magnéticos é tanto uma arte quanto projetar circuitos elétricos, e muitas vezes negligenciado.

Comentários

• Acho que B = H é verdadeiro no vácuo apenas se estiver usando unidades CGS (gauss, oerstead), e mesmo assim, B e H têm unidades diferentes. Confuso, já que você está usando unidades SI.
• Sim, a força motriz do magneto (MMF) é apenas voltas de ampere e totalmente equivalente a volts (EMF) em eletrostática. H é equivalente a E (volts por metro) e B (mag) é equivalente a D (elétrica). O que é ou por que os bonés são tão mais fáceis de entender. Feliz ano novo (em breve) Brian

Você não é o primeiro a se confundir com explicações convencionais sobre B & H conforme se aplicam a dispositivos eletromagnéticos práticos, como núcleos indutores de ferrite. Lutei durante anos com as explicações padrão da natureza de B & H e sua aplicação em tais dispositivos. Minha salvação veio de um único capítulo de um livro em grande parte esquecido que encontrei em uma livraria há cerca de vinte anos. Acredito que o livro já esteja disponível on-line em formato pdf. Experimente o Google Livros. O nome do livro é “The Magnetic Circuit” de V. Karapetoff e foi publicado por volta de 1911 – sim, há mais de 110 anos! No entanto, os princípios magnéticos eram bem compreendidos na época e a terminologia permaneceu essencialmente inalterada nas décadas seguintes.

Se você ler o Capítulo 1 com muito cuidado, será abençoado com uma compreensão muito prática do campo magnético e todas as suas belas características e sua terminologia arcana que ainda é comum hoje (por exemplo, força magnetomotriz, permeance , relutância, fluxo vs densidade de fluxo, etc.) Os capítulos restantes também são interessantes, mas não tão bem apresentados como o Capítulo 1, que reverencio como uma joia cintilante de exposição de engenharia.

Também ajudará na sua compreensão se você construir algumas bobinas simples de núcleo de ar para experimentar como um auxílio à digestão dos conceitos básicos. Use um gerador de função para acionar as bobinas e uma bobina menor para detectar o campo magnético e exibi-lo em um osciloscópio. As bobinas acionadas devem ter cerca de 6-12 polegadas de diâmetro e a bobina sensora cerca de 1/2 “de diâmetro. Uma frequência de 1000 Hz é adequada. Se você for realmente ambicioso, deve construir a bobina toroidal que o autor usa como principal veículo de explicação.

Vou terminar dando minha explicação padrão de B & H: O circuito elétrico mais simples é uma bateria com um resistor conectado em paralelo. A Lei dos Ohms pode ser aprendida somente com este arranjo simples de três elementos – fonte de tensão, resistência e fio – junto com um voltímetro e um amperímetro. B & H pode ser aprendido analogamente com o circuito magnético mais simples. Este é um fio com uma corrente (CA ou CC) fluindo por ele.

O campo magnético produzido pela corrente circunda o fio com uma formação cilíndrica de linhas de fluxo. “M” é a força magnetomotriz análoga à tensão da bateria no exemplo da Lei de Ohms.”B” é a força do campo de fluxo magnético resultante formado ao redor do fio pela força magnetomotriz M, e é análogo à corrente elétrica “I” no exemplo da Lei de Ohms. O “resistor” é a permeabilidade do ar ao redor do fio. O ar circundante forma uma espécie de resistor magnético “coletivo” ou “distribuído” ao redor do fio. Este “resistor magnético” dita uma razão de fluxo produzido “B” para uma dada força motriz (isto é, força magnetomotriz) “M”, que por sua vez é proporcional ao valor da corrente que flui através do fio, bastante semelhante à Lei de Ohms. Infelizmente, não podemos comprar “resistências magnéticas” em qualquer valor que seja adequado à nossa fantasia. Também não existe um “medidor de força magnetomotriz” equivalente ao nosso voltímetro prático disponível na Digikey. Se você tiver a sorte de ter um “medidor de fluxo”, poderá medir o valor “B” das linhas de fluxo ao redor do fio. Então, imagine como você decifraria a Lei dos Ohms do circuito simples do resistor de bateria que descrevi acima, se tudo que você tivesse que trabalhar fosse um amperímetro e não soubesse o valor do resistor ou a tensão da bateria. Seria um exercício intelectual bastante intrigante! Este é o maior fardo prático a ser superado ao aprender circuitos magnéticos – nós simplesmente não temos as ferramentas básicas de medição magnética como temos para eletricidade.

Ahhhh, mas ninguém pode colocá-lo exatamente como o bom e velho Karapetoff – quem quer que seja e onde quer que esteja agora!

Comentários

• você apresentou M, mas não esclareceu H
• Eu tenho nunca vi a força magnetomotriz sendo escrita por uma letra em maiúscula (\ $ M \ $), mas em vez disso por uma letra ef maiúscula do script (\ $ \ mathcal {F} \ $). O campo de magnetização geralmente é denotado por \ $ \ mathbf M \ $.

\ $ B = \ mu_c \ times H \ $

B é a densidade do fluxo magnético e é único para o material. Mais alto \ $ \ mu_c \ $ significa mais densidade do fluxo magnético sob o mesmo campo magnético .

H é a intensidade do campo magnético e é uma quantidade absoluta.

Pelo que vejo isso, H é o campo magnético causado pela corrente na bobina. Ele assume que nenhum núcleo ferromagnético está inserido. Se inserir núcleo ferromagnético, o campo magnético fica mais forte no núcleo e, portanto, houve a necessidade de descrever esse campo magnético líquido, denotando-o por B. Como havia a necessidade de distingui-los, H foi chamado de intensidade de campo e B foi chamado densidade de fluxo.

Eu acho, H é uma quantidade absoluta que não varia com o material e permanece constante para a mesma força derivada ( por exemplo, fio condutor de corrente ou ímã). Mas o valor de B depende do material. O valor de B depende de quanto campo magnético de linhas, qualquer material permite a passagem por ele. Portanto, mu_0 é um fator de conversão que se relaciona com o total aplicado campo magnético H (que é absoluto) para linhas de campo que qualquer material permite através delas (que varia de material para material).