磁场H和磁场B有什么区别?


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维基百科提供了数学解释。我可以得到一个直观的吗?例如,我想了解铁氧体数据表。这些通常具有H与B的关系图,渗透率的定义取决于对H与B关系的理解。

另外,我想知道:在我知道什么是“场”之前,我能够学到很多关于电场的知识。我了解了电压和欧姆定律等,物理学家可以用电场来解释,但是电气工程师可以用更简单的概念来解释,例如电路中两点之间的差异。是否存在与H场和B场类似且更简单的解释,而对H场和B场的解释与电气工程师的相关性更大,而与物理学家的相关性却较小?


我对此一无所知,谢谢你的提问。我对Wiki文章的看法是H场来自磁体,B场来自导线中流动的电流。
geometrikal

几何学,您的解释是完全错误的。H和B同时存在于同一磁场中。
FiddyOhm 2014年

H有点像磁场线的数量,而B kinda则是它们的紧密包装。更多安培/更多匝数/更短的磁芯意味着更多的磁场线(更大的H-A 匝数/米),更高的磁导率(衡量这些磁场线“流动”的容易程度)意味着它们可以在磁芯中更紧密地包装在一起(更大的B -更强的磁场)。我认为H = B核心面积/核心周围长度...
山姆

Answers:


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H是线圈的驱动力,是每米的安培匝数,其中米部分是磁路的长度。在变压器中,很容易确定该长度,因为铁心中包含99%的磁通。像您想象的那样,带有空心的线圈很难。

我认为B是H的副产物,而B则通过磁芯的磁导率变大。

在静电中,E(电场强度)与H(磁场强度)等效,并且更容易观察。其单位是伏特/米,当乘以存在的材料的介电常数时,还会产生另一个数量,即通量密度(D):-

H=μ0μ[R

dË=ϵ0ϵ[R

对于铁氧体数据表,BH曲线是重要的曲线-它告诉您材料的磁导率,而这直接关系到一匝导线可获得的电感量。

它还将表明在反转磁场时会损失多少能量-当然,这在交流电驱动时总是会发生-去除电流和反转电流时,并非铁氧体中的所有畴都返回平均磁化强度为零。当前,剩余磁畴需要在铁心磁性变为负值之前被抵消-这需要在大多数铁氧体上消耗少量能量,并引起术语磁滞损耗。

铁氧体数据表中的其他重要图表是磁导率与频率的关系图以及磁导率与温度的关系。

从设计一些变压器的亲身经历中,我发现它们是曲折的,因为我似乎从来没有自然地记得每次开始新设计时都需要了解的基本知识,这很烦人-在这个答案中,我必须仔细检查所有内容,除了H单位!


您说E等同于H,D等同于B。我宁愿说E等同于B,因为它们分别与总电荷和总电流相关。D等于H,因为D和H分别链接到自由电荷和自由电流。如果仅基于方程的外观来论证,则它非常弱:方程的形状仅取决于惯例(例如P和M的符号)。
本杰明·T

@BenjaminT而不是发表评论,您应该考虑留下完整的答案来证明您的想法是正确的。
安迪(aka Andy)'18

不,因为我不回答OP问题。我只是不同意你的一句话。此外,我认为我的评论完全证明了我对这一点的看法。
本杰明T

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简短版:B和H均来自磁体或电流。

一个(H)是笔直的“安培匝数”,(否:安迪是正确的:每米安培匝数),另一个(B)是磁路磁导率的H倍。对于空气或真空,该值为1,因此B = H。对于铁,B =渗透率(大数)*H。

μ0

对于像电动机这样更复杂的情况,包括铁极片,转子中的铁棒和气隙,每个部分都有自己的磁导率,长度和面积,因此尽管您知道安培匝数,但要弄清楚每个磁通量区域(例如,磁极和转子之间的气隙),因此您可以从电动机中获得的扭矩将成为一个复杂的计算过程。

您可能会认为增加磁导率以增加相同电流下的磁通量是一件好事-您可能会说对了:BH关系是非线性的(在特定B之上,磁导率会降低(严重的是,当所有磁畴已经对齐)-这称为磁芯饱和-或变压器或电动机磁路中的一个组件饱和(例如,如果一个组件先于其他组件饱和,则增加其横截面积或更改其横截面)在某些材料中,BH曲线也具有磁滞现象,即材料被磁化并存储以前的状态:这就是为什么它可以用作计算机存储或录音带的原因。

设计磁路与设计电路一样是一门艺术,并且经常被忽略。


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我认为只有在使用CGS单位(高斯,奥斯特德)的情况下,B = H在真空中才是正确的,即使这样,B和H仍具有不同的单位。令人困惑,因为否则使用SI单位。
Phil Frost

是的,磁动力(MMF)仅为安培匝数,完全等于静电中的伏特(EMF)。H等于E(每米的伏特),B(磁)等于D(电)。Whay或为什么要戴上帽子如此容易得多?新年快乐(不久),布莱恩
安迪(aka Andy

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您并不是第一个被B&H的常规解释所迷惑的人,因为它们适用于诸如铁氧体电感器磁芯之类的实际电磁设备。对于B&H的性质及其在此类设备中的应用的标准解释,我努力了很多年。我的得救来自二十多年前我在一家二手书店碰巧发现的一本书中的一章。我相信这本书现在可以pdf格式在线获得。试用Google图书。这本书的名称是V. Karapetoff撰写的“ The Magnetic Circuit”,出版于1911年左右-是的,距今已有110多年了!但是,磁性原理在当时已广为人知,并且在此后的几十年中该术语基本上未发生变化。

如果您仔细阅读第1章,将会对磁场及其所有优美的特性和奥术术语有非常实际的理解,例如今天的电磁势,磁通势,磁导率,磁阻,磁通与磁通密度等)。其余各章也很有趣,但没有像第1章那样好介绍,我很敬佩它是工程博览会的璀璨瑰宝。

如果您构建一些简单的空心线圈进行实验,以帮助您消化基本概念,那么它也将帮助您理解。使用函数发生器来驱动线圈,并使用较小的线圈来感应磁场并将其显示在示波器上。从动线圈的直径应约为6-12英寸,感应线圈的直径应约为1/2“。1000Hz的频率就足够了。如果您确实有野心,则应该制造环形线圈,以作者为主要对象解释工具。

最后,我将对B&H进行标准解释:最简单的电路是带有并联电阻的电池。欧姆定律仅可通过以下三个元素(电压源,电阻和导线)以及电压表和电流表的简单布置来学习。B&H可以类似地从最简单的磁路中学习。这是一条有电流(交流或直流)流过的电线。

电流产生的磁场以磁通线的圆柱形形式环绕导线。“ M”是类似于欧姆定律示例中电池电压的磁通势。“ B”是通过该磁通势M在导线周围形成的合成磁通场的强度,并且类似于欧姆定律示例中的电流“ I”。“电阻器”是导线周围空气的渗透率。周围的空气在导线周围形成各种“集体”或“分布式”磁阻。对于给定的驱动力(即磁通势)“ M”,该“磁阻”指示产生的磁通“ B”的比例,该比例又与流经导线的电流值成正比,与欧姆定律非常相似。不幸的是,我们不能以任何适合我们的价格购买“磁阻”。也没有与Digikey提供的方便的电压表相当的“磁通势计”。如果您有幸拥有“磁通计”,则可以测量导线周围的磁通线的“ B”值。因此,想象一下,如果您只需要使用电流表并且不知道电阻器的值或电池的电压,那么如何用上述简单的电池电阻器电路来解密欧姆定律。这将是一个令人费解的智力练习!这是学习磁路时要克服的最大的实际负担-我们根本没有像电力一样的基本磁测量工具。我们不能以任何适合我们的价格购买“磁阻”。也没有与Digikey提供的方便的电压表相当的“磁通势计”。如果您有幸拥有“磁通计”,则可以测量导线周围的磁通线的“ B”值。因此,想象一下,如果您只需要使用电流表并且不知道电阻器的值或电池的电压,那么如何用上述简单的电池电阻器电路来解密欧姆定律。这将是一个令人费解的智力练习!这是学习磁路时要克服的最大的实际负担-我们根本没有像电力一样的基本磁测量工具。我们不能以任何适合我们的价格购买“磁阻”。也没有与Digikey提供的方便的电压表相当的“磁通势计”。如果您有幸拥有“磁通计”,则可以测量导线周围的磁通线的“ B”值。因此,想象一下,如果您只需要使用电流表并且不知道电阻器的值或电池的电压,那么如何用上述简单的电池电阻器电路来解密欧姆定律。这将是一个令人费解的智力练习!这是学习磁路时要克服的最大的实际负担-我们根本没有像电力一样的基本磁测量工具。以适合我们幻想的任何价值。也没有与Digikey提供的方便的电压表相当的“磁通势计”。如果您有幸拥有“磁通计”,则可以测量导线周围的磁通线的“ B”值。因此,想象一下,如果您只需要使用电流表并且不知道电阻器的值或电池的电压,那么如何用上述简单的电池电阻器电路来解密欧姆定律。这将是一个令人费解的智力练习!这是学习磁路时要克服的最大的实际负担-我们根本没有像电力一样的基本磁测量工具。以适合我们幻想的任何价值。也没有与Digikey提供的方便的电压表相当的“磁通势计”。如果您有幸拥有“磁通计”,则可以测量导线周围的磁通线的“ B”值。因此,想象一下,如果您只需要使用电流表并且不知道电阻器的值或电池的电压,那么如何用上述简单的电池电阻器电路来解密欧姆定律。这将是一个令人费解的智力练习!这是学习磁路时要克服的最大的实际负担-我们根本没有像电力一样的基本磁测量工具。等效于Digikey提供的便携式电压表。如果您有幸拥有“磁通计”,则可以测量导线周围的磁通线的“ B”值。因此,想象一下,如果您只需要使用电流表并且不知道电阻器的值或电池的电压,那么如何用上述简单的电池电阻器电路来解密欧姆定律。这将是一个令人费解的智力练习!这是学习磁路时要克服的最大的实际负担-我们根本没有像电力一样的基本磁测量工具。等效于Digikey提供的便携式电压表。如果您有幸拥有“磁通计”,则可以测量导线周围的磁通线的“ B”值。因此,想象一下,如果您只需要使用电流表并且不知道电阻器的值或电池的电压,那么如何用上述简单的电池电阻器电路来解密欧姆定律。这将是一个令人费解的智力练习!这是学习磁路时要克服的最大的实际负担-我们根本没有像电力一样的基本磁测量工具。想象一下,如果您只需要使用电流表并且不知道电阻的值或电池的电压,那么如何用上述简单的电池电阻器电路来解释欧姆定律。这将是一个令人费解的智力练习!这是学习磁路时要克服的最大的实际负担-我们根本没有像电力一样的基本磁测量工具。想象一下,如果您只需要使用电流表并且不知道电阻的值或电池的电压,那么如何用上述简单的电池电阻器电路来解释欧姆定律。这将是一个令人费解的智力练习!这是学习磁路时要克服的最大的实际负担-我们根本没有像电力一样的基本磁测量工具。

啊,但是没有人能像古老的卡拉佩托夫那样布置它-无论他是谁,现在他住的地方!


您介绍了M但未澄清H
Manu de Hanoi


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如我所见,H是由线圈中的电流引起的磁场。假定未插入铁磁芯。如果插入铁磁芯,则芯中的磁场会变强,因此需要用B表示该净磁场。由于需要区分它们,因此将H称为场强,将B称为通量密度。


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我认为,H是绝对量,不会随材料而变化,并且对于相同的推力(例如载流线或磁体)保持恒定。但是B的值取决于材料.B的值取决于磁性量因此,mu_0是一个转换因子,它将总施加磁场H(绝对值)与任何材料允许通过的磁力线(随材料的不同而变化)相关。

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