Welche physikalische Bedeutung hat die Einheit Ampere / Meter in der Magnetik?

In einem Kondensator ist es einfach um zu sehen, dass die elektrische Feldstärke (E) einen offensichtlichen Teil „pro Meter“ hat – sie bezieht sich auf den Abstand zwischen den Platten in einem Kondensator.

In einem Induktor ist es „schwerer zu sehen – der“ pro Meter „Teil des Magnetfeldes Stärke (H) bezieht sich auf die Nennlänge des Weges der magnetischen Flusslinien. Bei einem geschlossenen Ferritinduktor wie einem Toroid ist der Teil „pro Meter“ die Nennlänge um den Toroid – ziemlich einfach zu visualisieren. Bei einem komplexeren Transformator (z. B. einem EI-Kern) ist der Teil „pro Meter“ wie unten in Rot dargestellt: –

H, definiert als Amperewindungen pro Meter, verringert sich, wenn die Länge des Weges der Flusslinien länger ist und die resultierende Flussdichte für ein gegebenes magnetisches Material geringer wäre. Dies bedeutet natürlich, dass größere Ferrite vor dem Sättigen mehr Energie „halten“ können.

Es kann angenommen werden, dass ein Toroid oder ein geschlossenes magnetisches Material mit anständiger Permeabilität den gesamten magnetischen Fluss innerhalb des Materials enthält. Wenn die Länge des Toroids 10 cm betragen würde und Sie 1 Ampere durch zehn Windungen laufen würden, wäre H gleich 100. Es wäre auch gleich 100, wenn es eine Windung und 10 Ampere gäbe.

Bearbeiten über Reluktanz und Flussdichte

Die Reluktanz (\ $ R_M \ $ oder S) entspricht dem Schaltungswiderstand – gibt an, wie viel Magnet Fluss (\ $ \ Phi \ $), den der Ferrit für eine gegebene magnetomotorische Kraft (MMF oder \ $ F_M \ $) erzeugt. Das MMF ist einfach – es sind Amperewindungen (im Gegensatz zu H, das Amperewindungen pro Meter ist). Beziehungen: –

Die Reluktanz eines Magnetkreises (\ $ R_M \ $) beträgt \ $ \ dfrac {l_e} {\ mu \ cdot A_e} \ $

Wobei \ $ l_e \ $ die „effektive“ Länge um den Magnetkreis ist und \ $ A_e \ $ die „effektive“ Querschnittsfläche von ist das magnetische Material.

Das MMF geteilt durch die Reluktanz entspricht dem magnetischen Fluss \ $ \ Phi \ $: –

\ $ \ Phi = \ dfrac {MMF} {R_M} \ $ und daher \ $ \ Phi = \ dfrac {MMF \ cdot \ mu \ cdot A_e} {l_e} \ $

Dies bedeutet, dass die Querschnittsfläche (\ $ A_e \ $) eines Ferrits verdoppelt sich, der magnetische Fluss verdoppelt sich ebenfalls. Dies hat zur Folge, dass die magnetische Flussdichte B (Fluss pro Quadratmeter) gleich bleibt und der Kern bei demselben Strom sättigen würde, da die Sättigung nur mit der Flussdichte zusammenhängt. Auch die obige Formel kann wie folgt neu angeordnet werden: –

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

\ $ B. = H \ cdot \ mu \ $. So wird die magnetische Permeabilität definiert.

Comme nts

• Würde dies bedeuten, dass ein dickerer, aber nicht längerer Ferrit bei gleichem Strom gesättigt wäre?
• @PhilFrost Ja – siehe oben. Ich war nicht ' und ließ mich von diesem nicht schlagen, weil ich nicht ' bei der Arbeit war. Jetzt tut mein Kopf LOL weh.
• " Wenn die Länge des Toroids 10 cm wäre und Sie 1 Ampere durch zehn Umdrehungen passieren würden, wäre H gleich 1 ". 10 cm – > 10 m.
• Eh ?? H wäre gleich 1 "? H wäre gleich 100, weil 1×10 / 0,1 = 100.
• Ja, laut Ihrem Satz sollte es H = 100 sein oder ändern Sie einfach die Länge des Pfades auf 10 m. Ihr Anruf.

Was ist ein Ampere? / meter und was misst es?

Die Magnetfeldstärke \ $ \ vec H \ $ wird in Ampere pro Meter gemessen

Dies ist doppelt so hoch wie die elektrische Feldstärke \ $ \ vec E \ $, die in Volt pro Meter gemessen wird.

Im Fall des elektrischen Feldes \ $ \ vec E \ $ gibt das Integral der geschlossenen Kontur der elektrischen Feldstärke die elektromotorische Kraft (EMK) an, die dann Einheiten von Volt :

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

Ähnlich gilt für das Magnetfeld \ $ \ vec H \ $ gibt das Integral der geschlossenen Kontur der Magnetfeldstärke die magnetomotorische Kraft (mmf) an, die Einheiten von Ampere (oder Ampere-Windungen ) aufweist:

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

Welche physikalische Bedeutung hat die Einheit? Ampere / Meter in Magnetik?

So wie das Volt pro Meter eine Einheit für die Stärke des elektrischen Feldes ist, ist das Ampere pro Meter eine Einheit für die Stärke des Magnetfelds.

Nehmen Sie für weitere Einblicke die Dualität weiter und betrachten Sie das Magnetfeld aufgrund einer hypothetischen Magnetladung (Monopol). Die magnetische Ladung hat Einheiten von Webern und das zugehörige skalare magnetische Potential hat Einheiten von Joule pro Weber , auch bekannt als Ampere.

Dies ist natürlich das Doppelte des gemessenen skalaren elektrischen Potentials in Joule pro Coulomb , auch bekannt als Volt.

Außerdem hat ein Strom magnetischer Ladung Einheiten von Webern pro Sekunde auch bekannt als Volt.

Die Erkenntnis hier ist also, dass wir die Einheit Ampere pro Meter über verstehen können Dualität , genauso wie wir die Einheit Volt pro Meter verstehen.