Яка різниця між магнітним полем Н та полем В?

Вікіпедія дає математичне пояснення . Чи можу я отримати інтуїтивну? Мені б хотілося, наприклад, розібратися у феритовій таблиці. Зазвичай вони мають графіки H vs B, а визначення проникності залежить від розуміння взаємозв'язку H і B.

Також мені цікаво: мені вдалося багато дізнатися про електричні поля, перш ніж я зрозумів, що таке "поля". Я дізнався про напругу, закон Ома і так далі, що фізик може пояснити полем, але яке інженер-електрик пояснює більш простими поняттями, як різниця між двома точками в ланцюзі. Чи є подібне, простіше пояснення полів H vs B, яке має більше значення для інженера-електрика, а менше - для фізика?

Н - рушійна сила в котушках і становить амперні обороти на метр, де частина лічильника - довжина магнітного кола. У трансформаторі легко визначити цю довжину, оскільки 99% потоку міститься в серцевині. Котушка з повітряним сердечником складна, як ви могли собі уявити.

Я вважаю, що В як побічний продукт Н, а В зростає через проникність серцевини.

В електростатиці E (напруженість електричного поля) еквівалент H (напруженість магнітного поля) і його дещо простіше візуалізувати. Його одиниці є вольтами на метр, а також призводять до появи іншої кількості, щільності електричного потоку (D), помноженої на пропускну здатність матеріалу, в якому він існує: -

і$\dfrac{B}{H} = \mu_0\mu_R$

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

Щодо феритових аркушів, то важлива крива BH - вона говорить про проникність матеріалу, і це безпосередньо стосується того, скільки індуктивності можна отримати за один виток дроту.

Він також вкаже, скільки енергії можна втратити при реверсуванні магнітного поля - це, звичайно, завжди буде відбуватися при зміні змінного струму - не всі доміни в фериті повертаються, щоб виробити середнє значення нульового магнетизму при видаленні струму і при реверсуванні В даний час решту доменів необхідно нейтралізувати до того, як магнетизм ядра стане негативним - це вимагає невеликої кількості енергії на більшості ферритів і призводить до втрати гістерезису.

Іншими важливими графіками у феритовій таблиці даних є графік проникності та частоти та проникність проти температури.

З особистого досвіду проектування декількох трансформаторів, я вважаю їх мучними тим, що я ніколи природно не пам'ятаю нічого іншого, крім основ кожного разу, коли починаю новий дизайн, і це дратує - у цій відповіді мені довелося ще раз перевірити все, крім одиниць Н!

Коротка версія: і B, і H походять від магнітів або від струму.

Один (H) - прямий "амперний виток", (ні: Енді правильно: ампер-обороти на метр), інший (B) - H-кратний проникність магнітного кола. Для повітря чи вакууму це 1, тому B = H. Для заліза B = проникність (велика кількість) * H.

(EDIT для уточнення: як каже Філ, B насправді H * проникність вільного простору: 1 в одиницях CGS, і константа ( $\mu_0$

Для більш складного сценарію, як двигун, за участю залізних стовпчиків, залізних прутів у роторі та повітряних зазорів, кожна секція має власну проникність, довжину та площу, тож ви знаєте амперні повороти, з'ясовуючи магнітний потік у кожному область (наприклад, повітряний зазор між полюсами і ротором), і, таким чином, крутний момент, який ви можете очікувати від двигуна, стає складним обліковим процесом.

Ви можете подумати, що підвищення проникності для збільшення магнітного потоку для одного і того ж струму є хорошою справою - і ви будете праві до певного моменту: зв'язок BH нелінійний (вище певного B, проникність зменшується (грубо, коли всі магнітні домени вже вирівняні) - це відоме як насичення магнітного ядра - або одного компонента в магнітному ланцюзі трансформатора або двигуна. Наприклад, якщо один компонент насичується перед іншими, збільшуйте площу його поперечного перерізу або змінюйте його У деяких матеріалах крива BH також має гістерезис, тобто матеріал стає магнетизованим і зберігає попередній стан: саме тому він може виступати як накопичувач комп'ютера або аудіокасета.

Проектування магнітних схем є настільки ж мистецтвом, як і проектування електричних схем, і занадто часто їх нехтувати.

Ви не вперше збиті з пантелику звичайними поясненнями Білорусі, оскільки вони застосовуються до практичних електромагнітних пристроїв, таких як ферритові ядра індуктора. Я роками боровся зі стандартними поясненнями природи Білорусі та їх застосуванням у таких пристроях. Мій порятунок прийшов із однієї глави у значно забутій книзі, з якою я потрапив у книжковій книжці, що використовувалася, двадцять і більше років тому. Я вважаю, що книга тепер доступна в режимі он-лайн у форматі PDF. Спробуйте Google Книги. Назва книги - "Магнітний ланцюг" В. Карапетоффа і вийшла друком близько 1911 р. - так, 110+ років тому! Тим не менше, в той час магнітні принципи були добре зрозумілі, і термінологія була практично незмінною протягом останніх десятиліть.

Якщо ви дуже уважно прочитаєте Главу 1, вас поблагословить дуже практичне розуміння магнітного поля та всіх його прекрасних характеристик та його прихованої термінології, яка все ще використовується загалом (наприклад, магнітомобільна сила, проникність, небажання, потік проти щільності потоку та ін.) Решта глав також цікаві, але не так добре представлені як Глава 1, яку я поважаю як виблискуючий дорогоцінний камінь інженерної експозиції.

Це також допоможе вашому розумінню, якщо ви побудуєте кілька простих котушок з повітряним сердечником, щоб експериментувати, як засіб для перетравлення основних понять. Використовуйте генератор функцій для приведення котушок і меншої котушки, щоб відчути магнітне поле і відобразити його на осцилограмі. Ведені котушки мають бути діаметром близько 6-12 дюймів, а сенсорна котушка діаметром приблизно 1/2 ". Частота 1000 Гц є достатньою. Якщо ви справді амбітні, вам слід побудувати тороїдальну котушку, яку автор використовує як свою основну засіб пояснення.

Я закінчу, давши моє стандартне пояснення Білорусі: Найпростіша електрична схема - це акумулятор з паралельно підключеним резистором. Закон Ома можна дізнатися виключно з цього простого розташування трьох елементів - джерела напруги, опору та проводу - разом з вольтметром та амперметром. Білорусь можна аналогічно вивчити з найпростішого магнітного кола. Це провід із струмом (змінного чи постійного струму), що протікає по ньому.

Магнітне поле, вироблене струмом, оточує дріт циліндричним утворенням потокових ліній. "M" - це магнітомобільна сила, аналогічна напрузі акумулятора в прикладі Закону Ома. "B" - сила результуючого поля магнітного потоку, утвореного навколо дроту за допомогою цієї магнітомотивної сили M, і аналогічна електричному струму "I" на прикладі закону Ома. "Резистор" - це проникність повітря, що оточує дріт. Навколишнє повітря утворює "колективний" або "розподілений" магнітний резистор на зразок навколо дроту. Цей "магнітний резистор" диктує співвідношення виробленого потоку "В" для заданої рушійної сили (тобто магнітомотивної сили) "М", яка в свою чергу пропорційна величині струму, що протікає через провід, досить схожий на закон Омса. На жаль, ми не можемо придбати "магнітні резистори" будь-якої вартості, яка відповідає нашим фантазіям. Також не існує "вимірювача магнітомотивної сили", еквівалентного нашому зручному вольтметру, доступного від Digikey. Якщо вам пощастить мати "лічильник потоку", ви можете виміряти значення "В" потоків ліній, що оточують провід. Отже, уявіть, як ви розшифрували закон Ома з простої схеми резистора акумулятора, яку я описав вище, якби все, з чим вам довелося працювати, був амперметром і не знав значення резистора або напруги акумулятора. Це було б досить дивовижною інтелектуальною вправою! Це найбільший практичний тягар, який треба подолати під час вивчення магнітних схем - у нас просто немає основних інструментів магнітного вимірювання, як у нас для електроенергії. ми не можемо придбати "магнітні резистори" будь-якої вартості, яка відповідає нашим фантазіям. Також не існує "вимірювача магнітомотивної сили", еквівалентного нашому зручному вольтметру, доступного від Digikey. Якщо вам пощастить мати "лічильник потоку", ви можете виміряти значення "В" потоків ліній, що оточують провід. Отже, уявіть, як ви розшифрували закон Ома з простої схеми резистора акумулятора, яку я описав вище, якби все, з чим вам довелося працювати, був амперметром і не знав значення резистора або напруги акумулятора. Це було б досить дивовижною інтелектуальною вправою! Це найбільший практичний тягар, який треба подолати під час вивчення магнітних схем - у нас просто немає основних інструментів магнітного вимірювання, як у нас для електроенергії. ми не можемо придбати "магнітні резистори" будь-якої вартості, яка відповідає нашим фантазіям. Також не існує "вимірювача магнітомотивної сили", еквівалентного нашому зручному вольтметру, доступного від Digikey. Якщо вам пощастить мати "лічильник потоку", ви можете виміряти значення "В" потоків ліній, що оточують провід. Отже, уявіть, як ви розшифрували закон Ома з простої схеми резистора акумулятора, яку я описав вище, якби все, з чим вам довелося працювати, був амперметром і не знав значення резистора або напруги акумулятора. Це було б досить дивовижною інтелектуальною вправою! Це найбільший практичний тягар, який треба подолати під час вивчення магнітних схем - у нас просто немає основних інструментів магнітного вимірювання, як у нас для електроенергії. у будь-яку цінність, яка відповідає нашим фантазії. Також не існує "вимірювача магнітомотивної сили", еквівалентного нашому зручному вольтметру, доступного від Digikey. Якщо вам пощастить мати "лічильник потоку", ви можете виміряти значення "В" потоків ліній, що оточують провід. Отже, уявіть, як ви розшифрували закон Ома з простої схеми резистора акумулятора, яку я описав вище, якби все, з чим вам довелося працювати, був амперметром і не знав значення резистора або напруги акумулятора. Це було б досить дивовижною інтелектуальною вправою! Це найбільший практичний тягар, який треба подолати під час вивчення магнітних схем - у нас просто немає основних інструментів магнітного вимірювання, як у нас для електроенергії. у будь-яку цінність, яка відповідає нашим фантазії. Також не існує "вимірювача магнітомотивної сили", еквівалентного нашому зручному вольтметру, доступного від Digikey. Якщо вам пощастить мати "лічильник потоку", ви можете виміряти значення "В" потоків ліній, що оточують провід. Отже, уявіть, як ви розшифрували закон Ома з простої схеми резистора акумулятора, яку я описав вище, якби все, з чим вам довелося працювати, був амперметром і не знав значення резистора або напруги акумулятора. Це було б досить дивовижною інтелектуальною вправою! Це найбільший практичний тягар, який треба подолати під час вивчення магнітних схем - у нас просто немає основних інструментів магнітного вимірювання, як у нас для електроенергії. еквівалент нашому зручному вольтметру, доступному від Digikey. Якщо вам пощастить мати "лічильник потоку", ви можете виміряти значення "В" потоків ліній, що оточують провід. Отже, уявіть, як ви розшифрували закон Ома з простої схеми резистора акумулятора, яку я описав вище, якби все, з чим вам довелося працювати, був амперметром і не знав значення резистора або напруги акумулятора. Це було б досить дивовижною інтелектуальною вправою! Це найбільший практичний тягар, який треба подолати під час вивчення магнітних схем - у нас просто немає основних інструментів магнітного вимірювання, як у нас для електроенергії. еквівалент нашому зручному вольтметру, доступному від Digikey. Якщо вам пощастить мати "лічильник потоку", ви можете виміряти значення "В" потоків ліній, що оточують провід. Отже, уявіть, як ви розшифрували закон Ома з простої схеми резистора акумулятора, яку я описав вище, якби все, з чим вам довелося працювати, був амперметром і не знав значення резистора або напруги акумулятора. Це було б досить дивовижною інтелектуальною вправою! Це найбільший практичний тягар, який треба подолати під час вивчення магнітних схем - у нас просто немає основних інструментів магнітного вимірювання, як у нас для електроенергії. уявіть, як ви розшифрували закон Ома з простого кола-резистора, який я описав вище, якби все, з чим вам довелося працювати, був амперметром і не знав значення резистора або напруги акумулятора. Це було б досить дивовижною інтелектуальною вправою! Це найбільший практичний тягар, який треба подолати під час вивчення магнітних схем - у нас просто немає основних інструментів магнітного вимірювання, як у нас для електроенергії. уявіть, як ви розшифрували закон Ома з простого кола-резистора, який я описав вище, якби все, з чим вам довелося працювати, був амперметром і не знав значення резистора або напруги акумулятора. Це було б досить дивовижною інтелектуальною вправою! Це найбільший практичний тягар, який треба подолати під час вивчення магнітних схем - у нас просто немає основних інструментів магнітного вимірювання, як у нас для електроенергії.

А-а-а, але ніхто не може викласти так, як старий добрий Карапетоф - ким би він був і де б він ніколи не відпочивав!

$B = \mu_c\times H$

$\mu_c$

Н - напруженість магнітного поля і є абсолютною величиною.

Як я бачу, Н - магнітне поле, викликане струмом у котушці. Він передбачає, що феромагнітне ядро ​​не вставлено. Якщо вставляти феромагнітне ядро, магнітне поле посилюється в ядрі, і тому виникла потреба описати це чисте магнітне поле, позначаючи його В. Оскільки існувала необхідність розрізняти їх, H називали напруженістю поля і B називали щільність потоку.

Я думаю, H - це абсолютна величина, яка не змінюється залежно від матеріалу і залишається постійною для тієї ж похідної сили (наприклад, струм, що переносить струм або магніт). Але значення B залежить від матеріалу. Значення B залежить від того, наскільки магнітна поле ліній, будь-який матеріал дозволяє проходити через нього. Отже, mu_0 - це коефіцієнт перетворення, який пов'язує загальне прикладене магнітне поле Н (яке є абсолютним) до ліній поля, які будь-який матеріал дозволяє через них (який змінюється від матеріалу до матеріалу).