¿Cuál es la diferencia física entre la densidad de flujo magnético (B) y la intensidad del campo magnético (H)?

Déjame tratar de explicarte de una manera simple.

B- Esto significa densidad de flujo magnético. Esto simplemente es una medida de la fuerza de los campos magnéticos en términos de la densidad del flujo magnético (flujo magnético por unidad de área). Es por eso que la unidad es weber / m ^ 2. Otra forma de verlo es que es la fuerza por unidad de causa básica. La causa básica es un elemento actual infinitamente pequeño de longitud dl. Así newton / (amp m) también es una unidad.
H- Esto significa fuerza de campo magnético. Esto es una medida de la fuerza del campo magnético, pero de una manera diferente.

Este es el patrón de campo debido a un cable que lleva corriente. Estos se curvan en la naturaleza y forman círculos concéntricos.
Para cada círculo, la fuerza * la longitud debe ser constante. Dado que la “causa” total es la misma. Por lo tanto, esa constante por unidad de longitud debería dar la fuerza en términos de intensidad. Esta intensidad es ‘H’.

PD: las modificaciones son bienvenidas.

El campo magnético en una región puede ser mayor o menor que el campo producido por la fuente original del campo. Esto se debe claramente al material presente en la región (diamagnético, paramagnético o ferromagnético).

A menudo es una práctica en la formulación matemática de un problema y es un análisis que identificamos la función central y la aislamos en el sentido de que hacemos una representación más simplista o ideal y luego agregamos las complejidades para modificar las ecuaciones para que se acerque al verdadero problema en mano.

Teniendo esto en cuenta, comencemos con el caso del campo magnético;

dejemos que haya una región en el espacio desprovista de todo excepto la fuente del campo, ahora tenemos un campo magnético en ‘vacío’. El campo que se debe únicamente a la fuente. El campo depende únicamente de la corriente de la fuente.

introduzcamos otro vector H, aquí. Ahora tenemos B = mu (cero) NI / L para un solenoide simple (con núcleo de aire / vacío). B y H en este caso son la representación de algo similar, en el sentido, el efecto de una corriente en una región. ahora, el uso del mismo símbolo B puede generar confusión, así que introduzca una letra para indicar el campo en el vacío. la relación de B y H es Mu y en el vacío es mu (cero). entonces podríamos haber tomado una letra, digamos P para representar el campo en vacío, pero al tomar H en su lugar, la constante se convierte en parte del lado izquierdo (b / mu (cero)). Está oculto y la expresión se vuelve mucho más simple y las unidades también resultan ser amperios / metro, por lo que una relación directa con la corriente por unidad de longitud (la causa del campo magnético fuente)

Ahora, con la introducción de un material, dependiendo de su naturaleza, el campo se vuelve más fuerte o más débil o, en cualquier caso. es decir, el valor de B sufre un cambio e intentamos relacionarlo con el campo original mediante las ecuaciones (que se puede encontrar fácilmente en las respuestas a continuación o en un libro).

a veces, hablar en términos de densidad de flujo, creo, no es tan útil especialmente, cuando trato de entender esto, aunque tiene su propio uso. Flux simplemente nos informa sobre el flujo de una cantidad y no sobre la cantidad misma. Es importante usarlo cuando el flujo de la cantidad afecta la situación como en máquinas eléctricas y transformadores.

El uso del término “fuerza” como en fuerza electromotriz y comprenderlo como tal puede ser engañoso y también puede serlo para comprender H, aunque el caso no es exactamente similar, sino un poco diferente. La fuerza de Lorentz depende de la velocidad y la carga, o de la corriente y la ruta actual (vector de longitud) no solo de B o H.

finalmente, piense en esto como: ——- el campo debido a la fuente original sin otras fuentes en el espacio vacío (tenemos H (amp / m) aquí, debido a la corriente) —- + algún material, tenemos un aumento o disminución en el campo debido al momento dipolar magnético por unidad de volumen, básicamente estamos rastreando el efecto magnético de la corriente en la región hasta el campo magnético prevalente en la región, un material ferromagnético puede retener el campo incluso cuando el electroimán está apagado (hablando del campo residual) .—- La región puede tener un campo magnético incluso después de la eliminación de la fuente (corriente), es decir, con H = 0.

Es el resultado del pensamiento matemático y la formulación, supongo,

quisiera saber qué pueden sentir los demás acerca de este punto de vista.

Aquí está la respuesta de un ingeniero. Los físicos por favor miran hacia otro lado.

Cada corriente (I) produce un campo magnético asociado. Por lo general, uno conoce la magnitud de la corriente y la configuración de la ruta actual y necesita determinar el “mapa 3D” resultante de la densidad de flujo (B). Ir de (I) a (B) es un proceso de dos pasos.

Primero calcule (H) usando la magnitud de la corriente y la geometría de la ruta de la corriente. Nota: esto se puede hacer manualmente solo para las geometrías más simples, como en el ejemplo a continuación. En la actualidad, los casos más complejos se analizan con una computadora.

De (H) calcule (B), usando (B) = (mu) * (H).

(Mu) es una propiedad intrínseca (llamada permeabilidad magnética) del material a través del cual fluirá el flujo. Representa “cuán fácil” es generar un campo magnético en el material. En espacio vacío o materiales no magnéticos, (mu) = 4 * (pi) * 10 ^ -7 en unidades SI. En materiales magnéticos (Mu) puede ser hasta decenas de miles de veces mayor que esto.

Un ejemplo ilustrativo es un cable infinitamente largo, recto y portador de corriente, para el cual sabemos que el flujo magnético “fluye” alrededor del cable en círculos concéntricos. Cuanto más lejos esté la distancia radial del cable, menor será la densidad de flujo, porque la corriente I tiene que “empujar” el flujo alrededor de un camino más largo (circular). De hecho, (H) = (I) dividido por 2 * (pi) * r, donde r es la distancia radial del cable (válido solo fuera del cable). Reconocerá 2 * (pi) * r como la circunferencia de un círculo de radio r; es decir, es la longitud de la ruta de flujo en el radio r desde la línea central del cable. Como H es una corriente dividida por una longitud, tiene unidades de amperios por metro.

Ahora podemos calcular B fuera del cable a partir de la fórmula dada anteriormente.

B = (mu) * H.

B representa el flujo magnético por unidad de área; en el sistema SI la unidad se llama “Tesla”.

En resumen, para calcular la densidad de flujo magnético producida por una corriente (I) debemos tener en cuenta tres cosas, a saber, la magnitud de la corriente, la geometría de la ruta de corriente y la permeabilidad magnética del entorno en el que se encuentra el campo de flujo creado. Pasar de (I) a (H) se encarga de los dos primeros, ir de (H) a (B) se encarga del tercero.

Pienso en (H) como una “fuerza impulsora” para el flujo, como los voltios son una fuerza impulsora para la corriente. Pero para una fuerza impulsora dada, la densidad de flujo resultante depende de la permeabilidad magnética del entorno local.

A RIESGO DE MUDDYING LAS AGUAS, DEBO AGREGAR QUE CAMBIAR LOS CAMPOS ELÉCTRICOS TAMBIÉN CREA CAMPOS MAGNÉTICOS, el gran descubrimiento de Maxwell. Pero ese es un tema completamente diferente.

Intensidad del campo magnético :

La intensidad del campo magnético es una de las dos formas en que se puede expresar la intensidad de un campo magnético. Técnicamente, se hace una distinción entre la intensidad de campo magnético H, medida en amperios por metro (A / m), y la densidad de flujo magnético B, medida en Newton-metros por amperio (Nm / A), también llamada teslas (T).

El campo magnético se puede visualizar como líneas de campo magnético. La intensidad de campo corresponde a la densidad de las líneas de campo. El número total de líneas de campo magnético que penetran en un área se llama flujo magnético. La unidad del flujo magnético es el metro cuadrado de tesla (T · m2, también llamado weber y simbolizado Wb). Las unidades más antiguas para el flujo magnético, el maxwell (equivalente a 10-8Wb), y para la densidad de flujo magnético, el gauss (equivalente a 10-4T), son obsoletas y rara vez se ven hoy en día.

La densidad del flujo magnético disminuye al aumentar la distancia desde un cable de corriente recta o una línea recta que conecta un par de polos magnéticos alrededor de los cuales el campo magnético es estable. En una ubicación dada en la vecindad de un cable que transporta corriente, la densidad del flujo magnético es directamente proporcional a la corriente en amperios. Si un objeto ferromagnético, como una pieza de hierro, se introduce en un campo magnético, la “fuerza magnética” ejercida sobre ese objeto es directamente proporcional al gradiente de la intensidad del campo magnético donde se encuentra el objeto.

Flujo magnético :

En física, específicamente el electromagnetismo, el flujo magnético (a menudo denotado Φ o Φ B ) a través de una superficie es la integral de la superficie del componente normal del campo magnético B que pasa a través de esa superficie. La unidad SI de flujo magnético es el weber (Wb) (en unidades derivadas: voltios-segundos), y la unidad CGS es el maxwell. El flujo magnético generalmente se mide con un medidor de flujo, que contiene bobinas de medición y componentes electrónicos, que evalúa el cambio de voltaje en las bobinas de medición para calcular el flujo magnético.

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Originalmente respondido de: ¿Cuál es la relación entre la densidad de flujo magnético (B) y la intensidad del campo magnético (H)?

Son aspectos geométricos completamente independientes del campo magnético.

La intensidad del campo magnético [math] \ mathcal {H} [/ math]

• [math] \ mathcal {H} [/ math] tiene la geometría de una forma diferencial 1
• [math] \ mathcal {H} [/ math] está integrado en una ruta [math] \ displaystyle \ oint _P \ mathcal {H} = \ frac {\ partial} {\ partial t} \ int_S \ mathcal {D} + \ int_S \ mathcal {J} [/ math]
• [math] \ mathcal {H} [/ math] se define en términos de distribuciones de carga (corrientes) que varían en el tiempo.
• [math] \ mathcal {H} [/ math] tiene unidades de [math] \ mathrm {\ dfrac {amp} {meter}} [/ math]

La densidad de flujo magnético [matemática] \ matemática {B} [/ matemática]

• [math] \ mathcal {B} [/ math] tiene la geometría de una forma diferencial de 2
• [math] \ mathcal {B} [/ math] está integrado sobre las superficies [math] \ displaystyle \ oint _S \ mathcal {B} = 0 [/ math]
• [math] \ mathcal {B} [/ math] se define en términos de la fuerza de Lorentz
• [math] \ mathcal {B} [/ math] tiene unidades de [math] \ mathrm {\ dfrac {volt \ cdot sec} {meter ^ 2}} [/ math]

Relación entre [math] \ mathcal {H} [/ math] y [math] \ mathcal {B} [/ math]

• Están relacionados geométricamente a través de su Hodge dual [math] \ mathcal {B} = \ mu \ star \ mathcal {H} [/ math]
• Están físicamente relacionados a través de las ecuaciones constitutivas, que dependen de los detalles de la circunstancia y pueden ser bastante complicados en la práctica.

Resumen: La densidad de flujo magnético y la intensidad de campo tienen diferentes geometrías, diferentes definiciones operativas y diferentes unidades, aunque pueden relacionarse entre sí mediante la comprensión de las circunstancias físicas.

La fuerza del campo magnético (H) no es más que la cantidad de fuerza magnetizante. Esta fuerza de magnetización es directamente proporcional a la corriente transportada por el conductor y la longitud del conductor.

La densidad de flujo magnético (B) no es más que la cantidad de fuerza magnética inducida en el cuerpo debido a la fuerza de magnetización H. La cantidad de fuerza magnética inducida depende de la fuerza de H y la naturaleza del medio del cuerpo dado.

Tanto B como H representan la fuerza del campo magnético, pero H se considera como la fuente externa del campo magnético y representa la fuerza de magnetización que bombea al medio circundante, mientras que B representa la eficacia con que el medio utilizó la fuerza de magnetización o la cantidad de campo magnético. inducido en el medio.

Diferencia simple …

La densidad de flujo magnético es el efecto de la fuerza del campo magnético en un material … es decir … B separa la naturaleza del material mientras que H es la fuente que causa B ….

Por ejemplo … si un solenoide produce una fuerza de campo magnético H que solo depende del paso de corriente y no de vueltas por unidad de longitud …

Sin embargo, el efecto de este campo de magnetización, es decir, el flujo producido, puede variar según el material que se mantiene dentro del solinoide hueco.

Si se usa material ferromagnético, el flujo será alto … si se usa material diamagnético … el flujo será bajo …

Yendo por ecuación

B = μH

Donde μ está determinado por la naturaleza del material del núcleo

La respuesta de Harry McLaughlin es correcta. Si está buscando una relación de nivel inferior mucho más simple, entonces H = B / µ0 – M, donde M es el momento dipolar magnético por volumen. En otras palabras, H es proporcional a B pero luego se corrige por estar dentro de la materia. En el espacio vacío, creo que H = B / µ0 y son exactamente proporcionales.

Siempre me sentía culpable de que nunca parecía poder entenderlo, por el campo magnético (H), el flujo magnético (φ) y la densidad del flujo magnético (B), a pesar de estar contento con los términos análogos para el campo eléctrico (E), el flujo eléctrico (ψ) y la densidad del flujo eléctrico (D).

Finalmente, el reciente libro de Daniel Fleisch (2008) “Una guía del estudiante para las ecuaciones de Maxwell” explicó que no fue mi culpa, sino de la literatura, en la página 45, “La terminología para cantidades magnéticas no es tan estandarizada como la de cantidades eléctricas, por lo que es probable que encuentre … […] “y continúa explicando los nombres alternativos confusos dados a B.

Flujo magnético a través de un área pequeña, [matemática] dA, [/ matemática] [matemática] d \ Phi_B [/ matemática] [matemática] = (B \ cdot \ hat n) dA [/ matemática] es el producto escalar del imán campo [matemática] B [/ matemática] a través del área pequeña y el vector normal al área misma. Por lo tanto, el flujo es una cantidad escalar con una magnitud igual al componente normal promedio del campo multiplicado por el área, cuando el área es pequeña.

Sobre una superficie más grande [matemática] S [/ matemática] el flujo magnético [matemático] \ Phi_B [/ matemático] puede construirse como una integral.

[matemáticas] \ Phi_B = \ int_S (B \ cdot \ hat n) dA \ equiv \ int_S B.dS. [/ math]

Usando la relación entre el campo magnético y el potencial vectorial [matemática] A, [/ matemática] y el teorema de Stokes generalizado, también se puede escribir:

[matemáticas] \ Phi_B = \ oint _ {\ parcial S} A.dl, [/ matemáticas]

donde la integral corre sobre la curva de límite [matemática] \ parcial S [/ matemática] de la superficie S.

El campo magnético, por otro lado, es el valor del campo en sí mismo en cada punto en el espacio y el tiempo: el campo magnético es un campo vectorial [matemático] B (x, t), [/ matemático], por lo que tiene una magnitud y una direccion. El campo magnético es la cantidad básica: el flujo es una cantidad derivada que depende de la elección de un área.

El flujo magnético a menudo también se denomina densidad de flujo magnético, o incluso densidad de línea de campo magnético; todos estos términos significan lo mismo.

B = mu x H, donde mu es la permeabilidad del camino cerrado que incluye el imán.

H es la función de fuerza expresada en amperios por metro, impulsa o produce un flujo magnético similar en función a lo que hace el potencial eléctrico (voltaje) en un circuito eléctrico.

Mu es una constante de proporcionalidad similar a la resistividad de un objeto en un circuito eléctrico

B es el flujo magnético resultante dividido por el área en la que existe o fluye.

Un campo magnético representa la densidad de intensidad de campo. Si tuviera que multiplicar el campo magnético por un área, como el área dentro de un bucle de alambre, obtendrá la cantidad de magnetismo que pasa a través de esa área, que es el flujo.

La intensidad del campo magnético es más una medida de la corriente, es decir, la curvatura H = J.

La densidad de flujo magnético es una medida de cuánta fuerza se aplicará al movimiento de las cargas a través de él, es decir, F = qv cruza B.

La fuerza del campo magnético no incurre en fuerza. La densidad de flujo magnético sí.

En otra analogía, es similar a la relación entre la intensidad del campo eléctrico (E) y la densidad del flujo eléctrico (D), excepto al revés. La intensidad del campo eléctrico es una medida de la fuerza, es decir, F = qE, mientras que la densidad del flujo eléctrico es una medida de cuánta carga hay, es decir, div D = dQ / dV.

(Interesante que los nombres estén al revés).

La relación entre la densidad de flujo magnético B y la intensidad de campo magnético H de un medio se denomina permeabilidad magnética del medio. Mientras H depende de la corriente y el número de vueltas, B también depende del medio.

M es magnetización

Para obtener un conocimiento detallado, puede aprender el campo magnético y eléctrico en la materia.

editar: campo magnético

La materia ferromagnética agrega el campo de magnetización (M) al campo magnético incidente (H), la densidad de flujo total es igual al campo incidente al producto de permeabilidad magnética.

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Un campo magnético es el espacio que rodea un imán en el que se puede sentir el efecto magnético y se explica por la presencia de líneas magnéticas o de fuerza. Eso significa que si colocamos una “unidad de polo norte” en cualquier punto del campo, debe experimentar una fuerza. El flujo magnético se define como las líneas de fuerza magnéticas que pasan a través de un área unitaria mantenida normalmente en ese punto y se conoce como flujo magnético en esa ubicación dada.

Flux es un término que utilizo para distanciarlo de QFT, que es un concepto completamente diferente e incompatible. Mi modelo de gravedad cuántica hace que QFT sea redundante.

Gravedad cuántica explicada