Care este diferența dintre câmpul magnetic H și câmpul B?

H este forța motrică în bobine și este un amper spire pe metru unde partea contorului este lungimea circuitului magnetic. Într-un transformator este ușor să se determine această lungime, deoarece 99% din flux este conținut în miez. O bobină cu miez de aer este dificilă, așa cum ți-ai putea imagina.

Cred că B este un by -produsul H și B este mărit de permeabilitatea miezului.

În electrostatică, E (intensitatea câmpului electric) este echivalentul lui H (intensitatea câmpului magnetic) și este oarecum mai ușor de vizualizat . Unitățile sale sunt volți pe metru și, de asemenea, dau naștere unei alte cantități, densitatea fluxului electric (D) atunci când este înmulțită cu permitivitatea materialului în care există: –

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

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

În ceea ce privește foile de date cu ferită, curba BH este important – vă spune permeabilitatea materialului și acest lucru se referă direct la cât de multă inductanță puteți obține pentru o rotație de sârmă.

Va indica, de asemenea, cât de multă energie s-ar putea pierde la inversarea câmpului magnetic – acest lucru se va întâmpla, desigur, întotdeauna atunci când este acționat în curent alternativ – nu toate domeniile din ferită se întorc pentru a produce o medie de magnetism zero atunci când curentul este eliminat și atunci când inversați curentul, domeniile rămase trebuie neutralizate înainte ca magnetismul de bază să devină negativ – acest lucru necesită o cantitate mică de energie pe majoritatea feritelor și dă naștere termenului de pierdere de histerezis.

Alte informații importante graficele dintr-o foaie de date de ferită sunt permeabilitatea în funcție de frecvență și permeabilitatea în funcție de temperatură.

Din experiența personală a proiectării câtorva transformatoare, le găsesc sinuoase în sensul că nu par să-mi amintesc niciodată în mod natural altceva decât elemente de bază de fiecare dată când încep un nou design și acest lucru este enervant – în acest răspuns a trebuit să verific totul cu excepția unităților lui H!

Comentarii

• Spui că E este echivalent cu H și D cu B. Aș r De asemenea, spun că E este echivalent cu B, deoarece acestea sunt legate repectiv de sarcinile totale și curenții totali. În timp ce D este echivalent cu H, D și H sunt legate respectiv de sarcini libere și curenți liberi. Dacă vă bazați argumentul doar pe aspectul ecuațiilor, acesta este foarte slab: forma ecuațiilor depinde doar de convenții (de exemplu, semnele lui P și M).
• @BenjaminT, mai degrabă decât lăsați un comentariu ar trebui să luați în considerare să lăsați un răspuns complet pentru a vă justifica gândirea.
• Nu, pentru că nu răspund la întrebarea OP. Nu sunt de acord cu o singură propoziție. Mai mult, cred că comentariul meu îmi justifică pe deplin gândirea asupra acestui punct anume.

Versiune scurtă: atât B, cât și H provin fie din magneți, fie din curent.

Unul (H) este „amperi întoarse” drepți, (nu: Andy este corect: amperi-întoarce pe metru) celălalt (B) este H de permeabilitatea circuitului magnetic. Pentru aer sau vid, acesta este 1 deci B = H. Pentru fier, B = permeabilitate (număr mare) * H.

(EDITARE pentru a clarifica: după cum spune Phil, B este de fapt H * permeabilitatea spațiului liber: care este 1 în unități CGS și o constantă (\ $ \ mu_0 \ $) în unități SI. În ambele sisteme este înmulțit cu „permeabilitatea relativă” a materialelor magnetice precum fierul)

Pentru un scenariu mai complex, cum ar fi un motor, care implică piese polare de fier , bare de fier într-un rotor și goluri de aer, fiecare secțiune are propria permeabilitate, lungime și suprafață, așa că, în timp ce știți amperi, calculând fluxul magnetic din fiecare zonă (golul de aer dintre poli și rotor, de exemplu) și astfel, cuplul la care vă puteți aștepta de la motor devine un proces de contabilitate complex.

S-ar putea să credeți că creșterea permeabilității pentru creșterea fluxului magnetic pentru același curent este un lucru bun – și ați avea dreptate până la un punct : relația BH este neliniară (peste un anumit B, permeabilitatea scade (brut, când toate domeniile magnetice sunt deja aliniate) – aceasta este cunoscută sub numele de saturație a unui miez magnetic – sau a unei componente din circuitul magnetic al unui transformator sau motor. De exemplu, dacă o componentă se satură înaintea celorlalte, măriți aria secțiunii transversale sau schimbați materialul. În unele materiale, curba BH are, de asemenea, histerezis, adică materialul devine magnetizat și stochează starea anterioară: acesta este motivul pentru care poate acționa ca stocare pe computer sau bandă audio.

Proiectarea circuitelor magnetice este la fel de artă ca proiectarea circuitelor electrice și prea des neglijate.

Comentarii

• Cred că B = H este adevărat în vid doar dacă se utilizează unități CGS (gauss, oerstead) și chiar și atunci, B și H au unități diferite. Confuz, din moment ce utilizați altfel unități SI.
• Da, forța magnetică motrice (MMF) este doar rotații de amperi și total echivalentă cu volți (EMF) în electrostatice. H este echivalent cu E (volți pe metru) și B (mag) este echivalent cu D (lectrică). Whay sau de ce sunt capace atât de ușor pentru a obține capul tău în jur. La mulți ani (în scurt timp) Brian

Nu ești primul care te lasă confundat cu explicațiile convenționale ale B & H deoarece se aplică dispozitivelor electromagnetice practice, cum ar fi miezurile inductorului de ferită. M-am luptat ani de zile cu explicațiile standard despre natura B & H și aplicarea lor în astfel de dispozitive. Mântuirea mea a venit dintr-un singur capitol dintr-o carte în mare parte uitată cu care m-am întâmplat într-un magazin de cărți uzate în urmă cu vreo douăzeci de ani. Cred că cartea este acum disponibilă on-line în format pdf. Încercați Google Cărți. Numele cărții este „Circuitul magnetic” de V. Karapetoff și a fost publicat în jurul anului 1911 – da, acum 110+ ani! Cu toate acestea, principiile magnetice erau bine înțelese la vremea respectivă și terminologia a fost în esență neschimbată în deceniile care au urmat.

Dacă citiți capitolul 1 foarte atent, veți fi binecuvântați cu o înțelegere foarte practică a câmpului magnetic și a tuturor caracteristicilor sale frumoase și a terminologiei sale arcane care este încă în uz curent în prezent (de exemplu, forța magnetomotivă, permeabilitatea , reticența, fluxul vs densitatea fluxului etc.) Capitolele rămase sunt, de asemenea, interesante, dar nu la fel de bine prezentate ca Capitolul 1, pe care îl venerez ca o bijuterie strălucitoare a expunerii inginerești.

De asemenea, vă va ajuta să înțelegeți dacă construiți câteva bobine simple de miez de aer pentru a experimenta ca un ajutor pentru digestia conceptelor de bază. Utilizați un generator de funcții pentru a acționa bobinele și o bobină mai mică pentru a detecta câmpul magnetic și a-l afișa pe un osciloscop. Bobinele acționate ar trebui să aibă diametrul de aproximativ 6-12 inci și bobina de sens de aproximativ 1/2 „în diametru. O frecvență de 1000 Hz este adecvată. Dacă sunteți cu adevărat ambițios, ar trebui să construiți bobina toroidală pe care autorul o folosește ca principal vehicul al explicației.

Voi încheia oferind explicația mea standard despre B & H: Cel mai simplu circuit electric este o baterie cu un rezistor conectat în paralel. Legea lui Ohms poate fi învățată numai din această simplă dispunere a trei elemente – sursă de tensiune, rezistență și fir – împreună cu un voltmetru și un ampermetru. B & H poate fi învățat în mod analog din cel mai simplu circuit magnetic. Acesta este un fir cu un curent (AC sau DC) care curge prin el.

Câmpul magnetic produs de curent înconjoară firul cu o formație cilindrică de linii de flux. „M” este forța magnetomotivă similară cu tensiunea bateriei din exemplul legii Ohms.„B” este puterea câmpului de flux magnetic rezultat format în jurul firului de acea forță magnetomotorie M și este analog curentului electric „I” din exemplul legii Ohms. „Rezistența” este permeabilitatea aerului care înconjoară firul. Aerul înconjurător formează un rezistor magnetic „colectiv” sau „distribuit” în jurul firului. Acest „rezistor magnetic” dictează un raport al fluxului produs „B” pentru o anumită forță motrice (adică forța magnetomotivă) „M”, care este la rândul său proporțională cu valoarea curentului care trece prin fir, destul de similară cu legea Ohms. Din păcate, nu putem achiziționa „rezistențe magnetice” în orice valoare care se potrivește fanteziei noastre. Nici nu există un „contor de forță magnetomotive” echivalent cu voltmetrul nostru la îndemână disponibil de la Digikey. Dacă aveți norocul de a avea un „contor de flux”, ați putea măsura valoarea „B” a liniilor de flux care înconjoară firul. Deci, imaginați-vă cum ați descifra legea lui Ohms din circuitul simplu de baterie-rezistor descris mai sus, dacă tot ce trebuia să lucrați era un ampermetru și nu știați valoarea rezistorului sau tensiunea bateriei. Ar fi un exercițiu intelectual destul de nedumeritor! Aceasta este cea mai mare povară practică de depășit atunci când învățăm circuite magnetice – pur și simplu nu avem instrumentele de bază de măsurare magnetică, așa cum avem noi pentru electricitate.

Ahhhh, dar nimeni nu o poate aranja exact ca vechiul Karapetoff – oricine a fost și unde se odihnește acum!

Comentarii

• ai introdus M dar nu ai clarificat H
• Am nu am văzut niciodată că forța magnetomotivă este scrisă de o literă cu majuscule (\ $ M \ $), ci de o literă cu majuscule de script (\ $ \ mathcal {F} \ $). câmpul de magnetizare este de obicei notat cu \ $ \ mathbf M \ $.

\ $ B = \ mu_c \ times H \ $

B este densitatea fluxului magnetic și este unică pentru material. Mai mare \ $ \ mu_c \ $ înseamnă mai multă densitate a fluxului magnetic sub același câmp magnetic .

H este intensitatea câmpului magnetic și este o cantitate absolută.

După cum văd acesta, H este câmp magnetic cauzat de curentul din bobină. Presupune că nu este introdus niciun miez feromagnetic. Dacă introducerea miezului feromagnetic, câmpul magnetic devine mai puternic în miez și astfel a fost nevoie să se descrie acel câmp magnetic net, denotându-l de B. Deoarece a fost nevoie să se facă distincția între ele, H a fost numit intensitatea câmpului și B a fost numit densitate de flux.

Cred că H este o cantitate absolută care nu variază în funcție de material și rămâne constantă pentru aceeași forță derivată ( de exemplu, sârmă sau magnet care transportă curentul. Dar valoarea lui B depinde de material. Valoarea lui B depinde de cât de mult câmp magnetic de linii, orice material permite să treacă prin el. Prin urmare, mu_0 este un factor de conversie care raportează totalul aplicat câmpul magnetic H (care este absolut) către liniile de câmp pe care orice material le permite prin ele (care variază de la material la material).