Pole B vs Pole H: Podrobný přehled a fakta

Pole B a pole H jsou dva mírně příbuzné pojmy, ale používají se pro dvě různá pole. V tomto příspěvku se podíváme na rozdíly mezi polem B a polem H. 

Skutečné magnetické pole v látce je reprezentováno hustotou magnetického toku, což je vzor čar magnetického pole nebo toku na jednotku průřezové plochy. Na druhé straně pole H je síla magnetického pole, která je způsobena exogenním proudem a není vlastní látce.

Vektor B se používá k zobrazení magnetického toku hustota. H je vektor, který představuje sílu magnetického pole nebo intenzitu magnetického pole. Jednotkou SI jsou ampéry na metr. 

In jednoduchými slovy lze chápat sílu magnetického pole H jako magnetické pole, které je generováno v důsledku toku proudu ve vodiči, zatímco hustotu magnetického toku B lze chápat jako celkové magnetické pole obsahující magnetizaci M, která je vytvořena magnetickými vlastnostmi látky v terénu.

Projekt magnetizační pole H je poměrně skromný, když proud prochází drátem obaleným kolem válce z měkkého železa, ale skutečné střední magnetické pole je poměrně silné. 

Vzorec síly magnetického pole

Síla magnetického pole se vypočítá podle vzorce uvedeného níže;  

H=B/(μ-M)

Zde H je síla magnetického pole, B je hustota magnetického toku, μ je magnetická permeabilita a M je magnetizace.    

Vyjadřuje se v jednotkách SI jako ampéry na metr.  

Vzorec hustoty magnetického toku  

Hustotu magnetického toku lze vypočítat podle vzorce uvedeného níže;  

B = Hμ

Zde B je hustota magnetického toku, μ je magnetická permeabilita a H je síla magnetického pole.   

Vyjadřuje se ve Weberu na metr čtvereční, což je stejné jako u Tesly

T

.  

Vztah mezi B, H a I  

Jak víme, magnetická síla, symbolizovaná H, je číslo, které charakterizuje magnetické jevy z pohledu jejich magnetických polí. Sílu magnetického pole v konkrétní poloze lze vyjádřit pomocí H. Magnetické pole a magnetická síla, stejně jako permeabilita prostoru, je dána intenzitou magnetizace.  

Magnetická síla je tedy termín používaný k popisu magnetických jevů týkajících se magnetického pole. Magnetická síla „H“ se vypočítá pomocí rovnice B=μ0H …………………(1)

Zde H ukazuje sílu magnetického pole a B je magnetické pole.   

Magnetické pole B lze vyjádřit jako B= μ0(H+MZ) ………………… (2)

Zde MZ  je magnetizace.   

Matematicky magnetizace a magnetická síla souvisí s tímto vzorcem uvedeným níže; 

MZ= χH …………..(3)

Zde χH je magnetická susceptibilita.  

Magnetická susceptibilita pro paramagnetické materiály je nízká a kladná, zatímco magnetická susceptibilita pro diamagnetické materiály je nízká a negativní. Můžeme vyjádřit rovnice 1,2, 3 a XNUMX, jak je uvedeno níže; 

B = μ0(1+χH) …………………(4)

Takhle B= μ0 μr H

As μ= μ0 μr

Takže, B = μH

Kde μr=(1+χ)

μr je bezrozměrná veličina a nazývá se také relativní magnetická permeabilita materiálu.   

Kdybych je intenzita magnetizace a B je magnetické pole v materiálu, pak magnetická síla H ve vektorové formě může být znázorněna níže;   

H= (B μ0) -I

Opět zjednodušení,  

CodeCogsEqn 44 1

 

Takže vztah mezi B, H a I je B=μ0(H+I)

Hysterezní smyčka (BH graf)   

Projekt Hysterezní křivka se získá vynesením magnetizace M nebo magnetického pole B jako vztahu síly magnetického pole H (tj. graf MH nebo BH). Permeabilita feromagnetického materiálu může být negativní nebo pozitivní a může se měnit od nuly do nekonečna.   

Hystereze je popsána jako zpoždění v proměnném atributu systému týkajícího se efektu, který ji vytváří, když se tento efekt změní. Ve feromagnetických materiálech hustota magnetického toku B zaostává za kolísající silou vnějšího magnetizačního pole H.  Hysterezní křivka je generována zobrazením grafu B-pole versus H tím, že materiál prochází celým cyklem H hodnot, jak je uvedeno níže. 

Hysterezní smyčka B pole vs H pole
Hysterezní smyčka B pole vs H pole

Předpokládejme a feromagnetický materiál vzorek, který nebyl zmagnetizován. V O, the síla magnetického pole H je původně nula. Když se H v průběhu času plynule zvyšuje, magnetická indukce B stoupá nelineárně podél magnetizační křivky (OACDE). Téměř všechny magnetické domény jsou orientovány rovnoběžně s magnetickým polem v bodě E.  

Další nárůst H nevede ke zvýšení B. Bod magnetického nasycení látky je označen E. Hodnoty permeability získané z rovnice μ=BH podél křivky je obvykle kladný a zahrnuje velký rozsah. V „kolene“ (bod D) křivky je největší propustnost 105μ0 nastane.

Poté se H sníží na nulu a B se sníží z bodu nasycení E do bodu F. Některé magnetické domény nedokážou udržet zarovnání, ale některé magnetické domény udrží své zarovnání a. To znamená, že materiál má stále určitou hustotu magnetického toku B. 

Křivka pro klesající hodnoty H (demagnetizační křivka EF) je posunuta o veličinu FO od křivky pro rostoucí hodnoty H (tj. magnetizační křivka OE). Množství posunu FO se označuje jako retence. 

V bodě „I“ B dosáhne nasycení v opačném směru, protože H se zvyšuje na vysoké záporné hodnoty. Téměř všechny magnetické domény jsou zarovnány v opačných směrech k bodu E pozitivního nasycení. H se přepne z nejzápornější na nejpozitivnější hodnotu. Poté B dorazí do bodu „J“. Tento bod demonstruje zbytkový magnetismus stejného řádu jako pro kladné H hodnoty (OF=OJ).  

H roste kladným způsobem od nuly do maxima. Potom v bodě „K“ B dosáhne nuly. Necestuje tedy přes počátek grafu. Množství pole H potřebné k vyrušení zbytkového magnetismu OJ udržovaného obráceným způsobem je znázorněno OK. 

H se zvedne z polohy k v kladném směru, poté se B přiblíží k saturaci v bodě „E“ a smyčka se uzavře. 

Často kladené otázky FAQ  

Otázka: Co je retenivita?   

Měření zbývající hustoty toku související s nasycením magnetického materiálu.   

Kdykoli je magnetizace látky po nasycení odstraněna, může stále zachovat malé množství magnetického pole (hodnota B v bodě E na hysterezní křivce). 

Otázka: Co je zbytkový magnetismus nebo zbytkový tok?   

Zbytkový magnetismus a retence jsou stejné, když je materiál zmagnetizován do nasycení.

Projekt hustota magnetického toku B zůstává v látce, když je síla magnetizačního pole H nulová. Může být nižší než hodnota retence.  

Otázka: Co je koercivita?  

Vztahuje se k množství intenzity obráceného magnetizačního pole, které musí být dáno magnetické látce, aby se hustota magnetického toku feromagnetického materiálu po nasycení vrátila na nulu. (Na hysterezní křivce je hodnota z H v bodě G.) 

Otázka: Co je to váhavost?

Označuje odolnost feromagnetického materiálu vůči vytváření magnetického pole. Impedance v elektrickém obvodu je ekvivalentní reluktanci. 

Otázka: Co je propustnost?

Flexibilita, se kterou může být vytvořen magnetický tok v materiálu, se měří jeho permeabilitou. V BH grafu je X negativní v II a IV kvadrantech a pozitivní v I a III kvadrantech (tj. hysterezní křivka).

Také čtení: