المجال B مقابل H Field: البصيرة التفصيلية والحقائق


المجال B و H المجال هما مصطلحان مرتبطان قليلاً ولكنهما يستخدمان في مجالين مختلفين. في هذا المنشور ، سنلقي نظرة على الاختلافات بين المجال B مقابل الحقل H. 

يتم تمثيل المجال المغناطيسي الفعلي داخل مادة ما بكثافة التدفق المغناطيسي ، وهي نمط خطوط المجال المغناطيسي ، أو التدفق ، لكل وحدة مساحة المقطع العرضي. من ناحية أخرى ، فإن المجال H هو شدة مجال مغناطيسي ناتجة عن تيار خارجي وليست متأصلة في المادة.

يستخدم المتجه B لتصوير التدفق المغناطيسي كثافة. H هو المتجه الذي يمثل شدة المجال المغناطيسي أو شدة المجال المغناطيسي. وحدة القياس في النظام الدولي للوحدات هي أمبير لكل متر. 

In كلمات بسيطة ، يمكن للمرء أن يفهم شدة المجال المغناطيسي H ، كحقل مغناطيسي يتم إنشاؤه بسبب تدفق التيار في سلك ، بينما يمكن فهم كثافة التدفق المغناطيسي B على أنها حقل مغناطيسي إجمالي يحتوي على مغنطة M التي يتم إنشاؤها بواسطة الخصائص المغناطيسية لمادة في الميدان.

يوفر المجال الممغنط يكون H متواضعًا إلى حد ما عندما يمر التيار في سلك ملفوف حول أسطوانة من الحديد اللين ، ومع ذلك يكون المجال المغناطيسي الحقيقي قويًا نوعًا ما. 

صيغة شدة المجال المغناطيسي

يتم حساب شدة المجال المغناطيسي بالصيغة الواردة أدناه ؛  

H = B / (ميكرومتر)

هنا H هي شدة المجال المغناطيسي ، B هي كثافة التدفق المغناطيسي ، μ هي نفاذية مغناطيسية و M هي مغنطة.    

يتم التعبير عنها بوحدات SI كـ Amperes لكل متر.  

صيغة كثافة التدفق المغناطيسي  

يمكن حساب كثافة التدفق المغناطيسي بالصيغة الواردة أدناه ؛  

ب = Hμ

هنا B هي كثافة التدفق المغناطيسي ، و μ هي نفاذية مغناطيسية و H هي قوة المجال المغناطيسي.   

يتم التعبير عنها في ويبر لكل متر مربع ، وهو نفس الشيء مثل تسلا [T].  

العلاقة بين B و H و I  

كما نعلم أن القوة المغناطيسية ، التي يرمز إليها بـ H ، هي رقم يميز الظواهر المغناطيسية من منظور مجالاتها المغناطيسية. يمكن التعبير عن شدة المجال المغناطيسي في موضع معين بدلالة H. يتم تحديد المجال المغناطيسي والقوة المغناطيسية ، وكذلك نفاذية الفضاء ، من خلال شدة المغنطة.  

لذا فإن القوة المغناطيسية هي مصطلح يستخدم لوصف الظواهر المغناطيسية المتعلقة بالمجال المغناطيسي. تُحسب القوة المغناطيسية "H" باستخدام المعادلة B = μ0ح .................. (1)

هنا يظهر H شدة المجال المغناطيسي و B هو مجال مغناطيسي.   

يمكن التعبير عن المجال المغناطيسي B كـ B= μ0(ح + مZ) ……………… (2)

هنا MZ  هو مغنطة.   

ترتبط المغنطة الرياضية والقوة المغناطيسية بهذه الصيغة الواردة أدناه ؛ 

MZ= χH ………… .. (3)

هنا χH هو القابلية المغناطيسية.  

القابلية المغناطيسية للمواد البارامغناطيسية منخفضة وإيجابية ، في حين أن الحساسية المغناطيسية للمواد المغناطيسية منخفضة وسلبية. قد نعبر عن المعادلتين 1,2 و 3 و XNUMX كما هو موضح أدناه ؛ 

ب = ميكرومتر0(1 + χH) ……………… (4)

هذه هي الطريقة التي B= μ0 μr H

As μ = μ0 μr

وبالتالي، ب = μ ح

أين μr=(1 + χ)

μr هي كمية بلا أبعاد وتسمى أيضًا النفاذية المغناطيسية النسبية للمادة.   

اذا انا هي شدة المغنطة و B هي المجال المغناطيسي داخل المادة ، ثم يمكن تمثيل القوة المغناطيسية H في شكل ناقل على النحو التالي ؛   

ح = (ب \ μ0) -I

التبسيط مرة أخرى ،  

 

إذن العلاقة بين B و H و I هو ب = μ0(ح + أنا)

حلقة التباطؤ (الرسم البياني BH)   

يوفر منحنى التباطؤ يتم الحصول عليها بالتخطيط للمغنطة M أو المجال المغناطيسي B كعلاقة لقوة المجال المغناطيسي H (أي الرسم البياني MH أو BH). يمكن أن تكون نفاذية المادة المغناطيسية سالبة أو موجبة ويمكن أن تختلف من صفر إلى ما لا نهاية.   

يوصف التباطؤ بأنه التأخير في سمة متغيرة للنظام فيما يتعلق بالتأثير الذي ينتجها عندما يتغير هذا التأثير. في المواد المغناطيسية ، تقع كثافة التدفق المغناطيسي B خلف شدة المجال المغنطيسي الخارجي المتذبذب H.  يتم إنشاء منحنى التخلفية عن طريق عرض الرسم البياني للحقل B مقابل H عن طريق وضع المادة في دورة كاملة من قيم H ، كما هو موضح أدناه 

حلقة التباطؤ للمجال B مقابل المجال H
حلقة التباطؤ للمجال B مقابل المجال H

افترض أ المواد المغناطيسية عينة غير ممغنطة. في O ، و قوة المجال المغناطيسي H في الأصل صفر. عندما يتم رفع H بشكل مطرد بمرور الوقت ، يرتفع الحث المغناطيسي B بشكل غير خطي على طول منحنى المغنطة (OACDE). يتم توجيه جميع المجالات المغناطيسية تقريبًا بالتوازي مع المجال المغناطيسي عند النقطة E.  

لا يؤدي الارتفاع الإضافي في H إلى تعزيز في B. يتم تحديد نقطة التشبع المغناطيسي للمادة بواسطة قيم E. النفاذية الناتجة من المعادلة μ=ب \ ح يكون طول المنحنى موجبًا ويمتد على نطاق واسع. أعظم نفاذية عند "الركبة" (النقطة D) للمنحنى 105μ0 يحدث.

بعد ذلك يتم تقليل H إلى الصفر وتنخفض B من نقطة التشبع E إلى تلك النقطة F. تفشل بعض المجالات المغناطيسية في الحفاظ على المحاذاة ولكن بعض المجالات المغناطيسية تحافظ على محاذاة و. يشير هذا إلى أن المادة لا تزال تحتوي على بعض كثافة التدفق المغناطيسي B. 

يتم إزاحة منحنى قيم H المتناقصة (منحنى إزالة المغناطيسية EF) بمقدار FO من المنحنى لارتفاع قيم H (أي منحنى المغنطة OE). يشار إلى كمية تحول FO باسم الاحتفاظ. 

عند النقطة "I" ، يحقق B التشبع في الاتجاه المعاكس حيث يزيد H إلى قيم سلبية عالية. يتم محاذاة جميع المجالات المغناطيسية تقريبًا في اتجاهات متعاكسة للنقطة E من التشبع الإيجابي. يتم تبديل قيمة H من أكثرها سلبية إلى أكثر قيمة إيجابية. ثم يصل B إلى النقطة "J". توضح هذه النقطة المغناطيسية المتبقية بنفس الترتيب لقيم H الإيجابية (OF = OJ).  

يزرع H بطريقة إيجابية من الصفر إلى الحد الأقصى. ثم ، عند النقطة "K" ، يصل B إلى الصفر. لذلك لا ينتقل من خلال أصل الرسم البياني. يتم عرض كمية المجال H اللازمة لإلغاء المغناطيسية المتبقية OJ المحفوظة بطريقة عكسية بواسطة OK. 

يتم رفع H من الموقع k في اتجاه إيجابي ، ثم يقترب B من التشبع عند النقطة "E" ويتم إغلاق الحلقة. 

الأسئلة المتداولة FAQs  

س: ما هو الاحتفاظ؟   

قياس كثافة التدفق المتبقي المرتبط بإشباع مادة مغناطيسية.   

عندما تتم إزالة مغنطة مادة ما بعد التشبع ، لا يزال بإمكانها الاحتفاظ بكمية قليلة من المجال المغناطيسي (قيمة B عند النقطة E على منحنى التخلفية). 

س: ما هي المغناطيسية المتبقية أو التدفق المتبقي؟   

تكون المغناطيسية المتبقية والقدرة على البقاء متطابقة عندما تكون المادة ممغنطة إلى التشبع.

يوفر تظل كثافة التدفق المغناطيسي B في المادة عندما تكون شدة المجال الممغنط H صفراً. قد يكون أقل من قيمة الاحتفاظ.  

س: ما هو الإكراه؟  

يشير إلى مقدار شدة المجال المغنطيسي العكسي التي يجب إعطاؤها لمادة مغناطيسية حتى تعود كثافة التدفق المغناطيسي للمادة المغناطيسية إلى الصفر بعد التشبع. (على منحنى التباطؤ ، القيمة من H عند النقطة G.) 

س: ما هو التردد؟

يشير إلى مقاومة مادة مغناطيسية لتكوين مجال مغناطيسي. إن الممانعة في الدائرة الكهربائية تعادل الممانعة. 

س: ما هي النفاذية?

يتم قياس المرونة التي يمكن من خلالها إنشاء تدفق مغناطيسي في مادة من خلال نفاذه. في الرسم البياني BH ، تكون X سالبة في الربعين الثاني والرابع وموجبة في الربعين الأول والثالث (أي منحنى التخلفية).

SAKSHI كم

أنا ساكشي شارما ، لقد أكملت تخرجي في الفيزياء التطبيقية. أحب الاستكشاف في مجالات مختلفة وكتابة المقالات هي واحدة منها. في مقالاتي ، أحاول تقديم الفيزياء بأكثر الطرق فهمًا للقراء.

آخر المقالات

الرابط هل المضخة الحرارية غاز أم كهربائي؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

هل المضخة الحرارية غازية أم كهربائية؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

المضخة الحرارية هي آلة تنقل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية. دعونا نناقش ما إذا كانت المضخة الحرارية تعمل بالغاز أو الكهرباء. يتم توليد المضخة الحرارية بالكهرباء. إلى عن على...