Il campo B e il campo H sono due termini leggermente correlati ma vengono utilizzati per due campi diversi. In questo post, esamineremo le differenze tra il campo B e il campo H.
Il campo magnetico effettivo all'interno di una sostanza è rappresentato dalla densità del flusso magnetico, che è l'andamento delle linee del campo magnetico, o flusso, per unità di area della sezione trasversale. D'altra parte, il campo H è l'intensità del campo magnetico che è causato da una corrente esogena e non è inerente alla sostanza.
Il vettore B viene utilizzato per rappresentare il flusso magnetico densità. H è il vettore che rappresenta l'intensità del campo magnetico o l'intensità del campo magnetico. L'unità di misura SI è ampere per metro.
In parole semplici, si può comprendere l'intensità del campo magnetico H, come un campo magnetico generato dal flusso di corrente in un filo, mentre la densità del flusso magnetico B può essere intesa come un campo magnetico totale contenente la magnetizzazione M creata dalle proprietà magnetiche di una sostanza in campo.
I campo magnetizzante H è abbastanza modesto quando una corrente scorre in un filo avvolto attorno a un cilindro di ferro dolce, ma il vero campo magnetico medio è piuttosto forte.
Formula dell'intensità del campo magnetico
L'intensità del campo magnetico è calcolata con la formula fornita di seguito;
H=B/(μM)
Qui H è l'intensità del campo magnetico, B è la densità del flusso magnetico, μ è la permeabilità magnetica e M è la magnetizzazione.
È espresso in unità SI come Ampere per metro.
Formula di densità del flusso magnetico
La densità del flusso magnetico può essere calcolata con la formula fornita di seguito;
B=Hμ
Qui B è la densità del flusso magnetico, μ è la permeabilità magnetica e H è l'intensità del campo magnetico.
È espresso in Weber per metro quadrato, che è lo stesso di Tesla
.
La relazione tra B, H e I
Come sappiamo, la forza magnetica, simboleggiata da H, è un numero che caratterizza i fenomeni magnetici dal punto di vista dei loro campi magnetici. L'intensità del campo magnetico in una particolare posizione può essere espressa in termini di H. Il campo magnetico e la forza magnetica, così come la permeabilità dello spazio, sono determinati dall'intensità della magnetizzazione.
Quindi forza magnetica è un termine usato per descrivere fenomeni magnetici riguardanti il campo magnetico. La forza magnetica 'H' viene calcolata utilizzando l'equazione B=μ0H …………………(1)
Qui H mostra l'intensità del campo magnetico e B è un campo magnetico.
Il campo magnetico B può essere espresso come B= μ0(S+MZ) ……………(2)
Qui MZ è la magnetizzazione.
La magnetizzazione matematica e la forza magnetica sono correlate da questa formula data di seguito;
MZ=χH…………..(3)
Qui χH è la suscettività magnetica.
La suscettività magnetica per i materiali paramagnetici è bassa e positiva, mentre la suscettività magnetica per i materiali diamagnetici è bassa e negativa. Possiamo esprimere le equazioni 1,2 e 3 come indicato di seguito;
B = μ0(1+χH)……………(4)
È così che B= μ0 μr H
As m= μ0 μr
Così, B = μ H
Dove μr=(1+χ)
μr è una grandezza adimensionale e detta anche permeabilità magnetica relativa del materiale.
Se io è l'intensità di magnetizzazione e B è il campo magnetico all'interno del materiale, quindi la forza magnetica H in forma vettoriale può essere rappresentata come di seguito;
H=(B μ0) -I
Semplificando ancora,
Quindi la relazione tra B, H e I è B=μ0(C+I)
Ciclo di isteresi (grafico BH)
I Curva di isteresi si ottiene tracciando la Magnetizzazione M o il Campo Magnetico B come una relazione dell'Intensità del Campo Magnetico H (es. grafico MH o BH). La permeabilità di un materiale ferromagnetico può essere negativa o positiva e può variare da zero a infinito.
L'isteresi è descritta come il ritardo in un attributo variabile di un sistema relativo all'effetto che lo produce quando quell'effetto cambia. Nei materiali ferromagnetici, la densità del flusso magnetico B è inferiore all'intensità del campo magnetizzante esterno fluttuante H. La curva di isteresi viene generata visualizzando il grafico del campo B in funzione di H facendo eseguire al materiale un ciclo completo di valori H, come mostrato di seguito
Supponiamo che materiale ferromagnetico campione non magnetizzato. In O, il intensità del campo magnetico H è originariamente zero. Quando H aumenta costantemente nel tempo, l'induzione magnetica B aumenta in modo non lineare lungo la curva di magnetizzazione (OACDE). Quasi tutti i domini magnetici sono orientati parallelamente al campo magnetico nel punto E.
Un ulteriore aumento di H non determina un aumento di B. Il punto di saturazione magnetica di una sostanza è indicato da E. Valori di permeabilità prodotti dall'equazione μ=BH lungo la curva è generalmente positivo e copre un ampio intervallo. Al “ginocchio” (punto D) della curva, la massima permeabilità cioè 105μ0 si verifica.
Dopodiché H si riduce a zero e B diminuisce dal suo punto di saturazione E a quel punto F. Alcuni domini magnetici non riescono a mantenere l'allineamento ma alcuni domini magnetici mantengono il loro allineamento e. Ciò indica che il materiale ha ancora una certa densità di flusso magnetico B.
La curva per valori di H decrescenti (curva di smagnetizzazione EF) è spostata di una quantità FO dalla curva per valori di H crescenti (ovvero curva di magnetizzazione OE). La quantità di spostamento FO è indicata come ritenzione.
Al punto "I", B raggiunge la saturazione nella direzione opposta quando H aumenta fino a valori negativi elevati. Quasi tutti i domini magnetici sono allineati in direzioni opposte al punto E di saturazione positiva. H viene commutato dal suo valore più negativo a quello più positivo. Quindi B arriva al punto "J". Questo punto dimostra un magnetismo residuo dello stesso ordine dei valori H positivi (OF=OJ).
H è cresciuto in modo positivo da zero al massimo. Quindi, al punto "K", B raggiunge lo zero. Pertanto, non viaggia attraverso l'origine del grafico. La quantità di campo H necessaria per annullare il magnetismo residuo OJ mantenuto in modo inverso è indicata da OK.
H viene elevato dalla posizione k in una direzione positiva, quindi B si avvicina alla saturazione nel punto "E" e l'anello viene chiuso.
Domande frequenti FAQ
D. Cos'è la ritenzione?
Una misura della densità di flusso rimanente relativa alla saturazione di un materiale magnetico.
Ogni volta che la magnetizzazione di una sostanza viene rimossa dopo la saturazione, può ancora conservare una piccola quantità di campo magnetico (il valore di B nel punto E sulla curva di isteresi).
D. Cos'è il magnetismo residuo o flusso residuo?
Il magnetismo residuo e la ritenzione sono identici quando il materiale è magnetizzato fino alla saturazione.
I la densità del flusso magnetico B rimane nella sostanza quando l'intensità del campo magnetizzante H è zero. Potrebbe essere inferiore al valore di ritenzione.
D. Che cos'è la coercitività?
Si riferisce alla quantità di intensità del campo di magnetizzazione inversa che deve essere data a una sostanza magnetica affinché la densità del flusso magnetico del materiale ferromagnetico torni a zero dopo la saturazione. (Sulla curva di isteresi, il valore di H al punto G.)
D. Cos'è la riluttanza?
Si riferisce alla resistenza di un materiale ferromagnetico alla formazione di un campo magnetico. L'impedenza in un circuito elettrico è equivalente alla riluttanza.
D. Cos'è la permeabilità??
La flessibilità con cui un flusso magnetico può essere creato in un materiale è misurata dalla sua permeabilità. Nel grafico BH, X è negativo nei quadranti II e IV e positivo nei quadranti I e III (ovvero la curva di isteresi).
Leggi anche:
- Telescopi ad ampio campo
- Formula del campo visivo in microscopia
- Profondità di campo del microscopio
- Curvatura del campo
- Microscopia in campo oscuro
- Calcoli dello spianatore di campo del telescopio
- Campo visivo del telescopio
- Calcoli della larghezza del campo del microscopio
- Microscopia ad ampio campo
- Calcoli dell'arresto del campo del telescopio
Sono Sakshi Sharma, ho completato la mia post-laurea in fisica applicata. Mi piace esplorare aree diverse e la scrittura di articoli è una di queste. Nei miei articoli, cerco di presentare la fisica nel modo più comprensibile per i lettori.
Ciao amico lettore,
Siamo una piccola squadra alla Techiescience, che lavora duro tra i grandi player. Se ti piace quello che vedi, condividi i nostri contenuti sui social media. Il tuo supporto fa una grande differenza. Grazie!