Qual é o significado físico da unidade ampere / metro no magnetismo?

Em um capacitor é fácil ver que a intensidade do campo elétrico (E) tem uma parte “por metro” óbvia – ela se relaciona com a distância entre as placas em um capacitor.

Em um indutor, é “mais difícil de ver – o” por metro “parte do campo magnético força (H) refere-se ao comprimento nominal do caminho das linhas magnéticas de fluxo. Em um indutor de ferrite fechado, como um toroide, a parte “por metro” é o comprimento nominal em torno do toroide – bastante fácil de visualizar. Em um transformador mais complexo (como um núcleo EI), a parte “por metro” mostrada abaixo em vermelho: –

H, sendo definido como amperes-voltas por metro, reduz se o comprimento do caminho das linhas de fluxo for mais longo e, a densidade de fluxo resultante para um dado material magnético seria menor. Isso naturalmente significa que ferrites maiores podem “reter” mais energia antes de saturar.

Um toroide ou qualquer material magnético fechado com permeabilidade decente pode ser considerado como contendo todo o fluxo magnético dentro do material. Se o comprimento do toroide fosse de 10 cm e você passasse 1 ampere em dez voltas, H seria igual a 100. Também seria igual a 100 se houvesse uma volta e 10 amperes.

Edite sobre relutância e densidade de fluxo

Relutância (\ $ R_M \ $ ou S) é como a resistência do circuito – indica quanto magnético fluxo (\ $ \ Phi \ $) que a ferrita irá produzir para uma dada força magneto-motriz (MMF ou \ $ F_M \ $). O MMF é fácil – é “amperes voltas (ao contrário de H que é amperes voltas por metro). Relações: –

A relutância de um circuito magnético (\ $ R_M \ $) é \ $ \ dfrac {l_e} {\ mu \ cdot A_e} \ $

Onde \ $ l_e \ $ é o comprimento “efetivo” ao redor do circuito magnético e \ $ A_e \ $ é a área transversal “efetiva” de o material magnético.

O MMF dividido pela relutância é igual ao Fluxo Magnético, \ $ \ Phi \ $: –

\ $ \ Phi = \ dfrac {MMF} {R_M} \ $ e, portanto, \ $ \ Phi = \ dfrac {MMF \ cdot \ mu \ cdot A_e} {l_e} \ $

Isso significa que se a área da seção transversal (\ $ A_e \ $) de uma ferrita dobra, O fluxo magnético também dobra. O impacto disso é que a densidade do fluxo magnético, B (fluxo por metro quadrado) permanece a mesma e o núcleo saturaria na mesma corrente porque a saturação está relacionada apenas à densidade do fluxo. Além disso, a fórmula acima pode ser reorganizado da seguinte forma: –

\ $ \ dfrac {\ Phi} {A_e} = \ dfrac {MMF \ cdot \ mu} {l_e} \ $ ou

\ $ B = H \ cdot \ mu \ $ que é como a permeabilidade magnética é definida

Comme nts

• Isso significaria que uma ferrita mais gorda, mas não mais longa, saturaria na mesma corrente?
• @PhilFrost Sim – veja acima. Eu não ' deixaria este me vencer porque eu não estava ' no trabalho. Agora minha cabeça dói LOL.
• " Se o comprimento do toroide fosse de 10 cm e você passasse 1 A em dez voltas, H seria igual a 1 ". 10 cm – > 10 m.
• Eh ?? H seria igual a 1 "? H seria igual a 100 porque 1×10 / 0,1 = 100.
• Sim, de acordo com sua frase, deveria ser H = 100 ou apenas altere o comprimento do caminho para 10m. Sua chamada.

O que é um ampere / metro e o que é que mede?

A intensidade do campo magnético \ $ \ vec H \ $ é medida em amperes por metro .

Isso é duplo para a intensidade do campo elétrico \ $ \ vec E \ $ que é medido em volts por metro .

No caso do campo elétrico \ $ \ vec E \ $, a integral de contorno fechado da intensidade do campo elétrico dá a força eletromotriz (fem) que terá unidades de volts :

$$ \ mathcal {E} = \ oint_C \ vec E \ cdot d \ vec l $$

Da mesma forma, para o campo magnético \ $ \ vec H \ $, a integral de contorno fechado da intensidade do campo magnético dá a força magnetomotriz (mmf), que terá unidades de amperes (ou voltas de ampere ):

$$ \ mathcal {F} = \ oint_C \ vec H \ cdot d \ vec l $$

Qual é o significado físico da unidade ampere / metro no magnetismo?

Assim como o volt por metro é uma unidade para a força do campo elétrico, o ampere por metro é uma unidade para a força do campo magnético.

Para uma visão adicional, leve a dualidade adiante e considere o campo magnético devido a uma carga magnética hipotética (monopolo). A carga magnética tem unidades de webers e o potencial magnético escalar associado tem unidades de joules por weber , também conhecido como ampere.

Este é, obviamente, o dual do potencial elétrico escalar medido em joules por coulomb também conhecido como volt.

Mais, uma corrente de carga magnética tem unidades de webers por segundo também conhecido como volt.

Assim, o insight aqui é que podemos entender a unidade amperes por metro , por meio de dualidade , da mesma forma que entendemos a unidade volts por metro .

Os livros antigos são úteis porque as teorias estão no início e os efeitos do campo magnético foram descobertos pela agulha da bússola. De “The Electromagnt” de RC Underhill (New York 1903): “Quando um fio transporta 10 Ampères, a um cm do centro do fio existem duas linhas de força (Webers) por cm² para cada cm de comprimento do fio – isto é 2 Gausses. Dois cm do centro do fio há apenas uma linha de força por cm² – isto é, há apenas 1 Gause. Daí a seguinte lei: a intensidade em Gause no ar é igual ao dois décimos vezes a corrente em Amperes que flui através do fio, dividido pela distância do centro do fio em cm “