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atonement 发表于 2024-11-14 09:14:16

怎样理解，磁芯气隙内存储了很多能量。

本帖最后由 atonement 于 2024-11-14 09:22 编辑

假设我有一个铁氧体磁芯，我做个假设，让气隙取一个合适的长度，使得气隙处磁阻和整个磁芯内部回路的磁感应强度B的磁阻相等，按照我们磁势的假想概念，落在磁芯内部的磁势差和气隙内的磁势差相等。在磁势差相等的情况下，我们当然可以认为此时磁芯内部和气隙的存储能量相等。
但是这里马上有一个比较难以理解的问题，我们知道根据边界条件和高斯定理，磁感应强度B的法向分量是连续的，这是因为B是个没有散度的场。所以我们可以认为B在介质分界面是垂直向外的，而因为磁芯气隙非常短，所以我们是有一定猜想，B应该从磁芯一侧垂直穿出，再从对面磁芯垂直穿入，但是这马上出现一个问题，这样的话，磁芯内部和外部的B的强度是相等的，而我们知道能量和场强的平方成正比，根据这个结论，磁芯内部的能量密度和气隙是相等的，因为气隙非常短，所以只能是气隙内的能量远小于磁芯内部，这和一开始的推论相矛盾，问题出在哪儿。

吃猫的鱼 发表于 2024-11-14 09:53:28

看得头都大了，有点阻抗匹配的意思吧，不过电源内部的是电动势内阻，外部匹配的是最大输出，却不是最高效率

量子隧道 发表于 2024-11-14 09:58:44

本帖最后由 量子隧道 于 2024-11-14 10:16 编辑


第二段，磁场能量密度，不同介质里不能按B^2/2来对比。通用的，适应不同磁介质的"静"磁场能量密度公式是1/(2*u)*B^2。不同介质的u是不一样的。铁磁材料的u可以是几，几十，几百，几千，几万。

atonement 发表于 2024-11-14 10:25:55

本帖最后由 atonement 于 2024-11-14 10:27 编辑

量子隧道 发表于 2024-11-14 09:58
我咋感觉你两段话都是错的
磁路类比电路，只是工程上方便挪用（类比）欧姆定律。能量计算不能这么来。因 ...

但是我们知道，B是个真实的物理量，H是个假设物理量，所以我们算真实世界的能量应该按照B来。既然B已经是个真实物理量，那么计算能量不应该再考虑磁导率u的问题，因为说到B的时候我们已经考虑过磁导率了，因为原始电流激发的假想场是H，而B=u0(H+M)，所以B已经有了u0的信息，不能再去乘u0，而是可以直接计算能量密度了。
再说磁阻这事，因为H在介质分界面切线方向连续这件事说明一个问题就是H的大小是依赖于电流而不依赖于介质的恒定虚拟量，而B才是依赖于介质的，所以我们说磁阻大小，就是针对B来说的，而如果我们假设存在磁单极子和磁阻，磁单极子在环绕磁芯流动的话，必然得出气隙处磁阻大，磁势差大，储能多的结论。:D

量子隧道 发表于 2024-11-14 10:37:06

atonement 发表于 2024-11-14 10:25
但是我们知道，B是个真实的物理量，H是个假设物理量，所以我们算真实世界的能量应该按照B来。既然B已经 ...

不好意思我把你引用的一部分发言删了。
既然H是假设的，那么我们就统一按照B^2/u/2来思考吧。（我大学时学过H，被绕晕了，毕业后忘光，按照“全B无H"重新学了一遍:lol ）。按照全B来思考，确实气隙的能量密度比铁磁部分高得多。

atonement 发表于 2024-11-14 13:40:09

量子隧道 发表于 2024-11-14 10:37
不好意思我把你引用的一部分发言删了。
既然H是假设的，那么我们就统一按照B^2/u/2来思考吧。（我大学时 ...

你说的能量密度确实是对的，看了下费曼物理学讲义，发现是我给搞错了，没除u:lol

nelec 发表于 2024-11-14 21:19:13

天天胡扯就行了:lol，能量满满

红河310 发表于 2024-11-15 08:43:33

扯弹吧，气隙是真空是虚无怎么会存储能量？

气隙是增长磁路让磁芯不容易磁饱和

atonement 发表于 2024-11-15 08:56:49

nelec 发表于 2024-11-14 21:19
天天胡扯就行了，能量满满

你和你楼下，不学无术，基础知识都不懂，也不知道哪儿来的勇气在这儿秀无知。

一驾 发表于 2024-11-15 09:08:30

https://zhuanlan.zhihu.com/p/586608227电感器原理（4）-气隙磁芯 浙大硕士写的

量子隧道 发表于 2024-11-15 09:43:09

看了浙大硕士的科普。自己从三脚猫单线思维无法连成一个面的知识体系出发，确实能够得出气隙能量密度远高于磁芯的结论。
然而，因为这部分知识始终没有成体系，还是无法直观地理解这个结论。那些产生磁场的原子电流，分子电流啥的，不都是在铁氧体里吗，为啥能量就集中在气隙里呢？:lol:Q
但是，电磁学里反直觉的现象还少吗？一点也不少。想到这点，就有一点坦然了。;P

st.you 发表于 2024-11-15 09:43:35

本帖最后由 st.you 于 2024-11-15 09:46 编辑

红河310 发表于 2024-11-15 08:43
扯弹吧，气隙是真空是虚无怎么会存储能量？

气隙是增长磁路让磁芯不容易磁饱和
         

红河310 发表于 2024-11-15 12:29:57

atonement 发表于 2024-11-15 08:56
你和你楼下，不学无术，基础知识都不懂，也不知道哪儿来的勇气在这儿秀无知。

我是不学无术不错，但我还是说气隙有个屁的储能，储能的是电感。

量子隧道 发表于 2024-11-15 12:47:52

红河310 发表于 2024-11-15 12:29
我是不学无术不错，但我还是说气隙有个屁的储能，储能的是电感。

兄台认为能量是存储在电感的哪个地方？

NewChina牛中国 发表于 2024-11-15 12:57:54

磁芯气隙，从字面上，隙是很薄的缝，所以虽然空气磁阻大，但气隙所占的总磁路比例很小，另外，气隙还有磁芯伴随，如果整个磁路纯粹是空气，磁阻很大，空气线圈感应出磁力线，会受到空气的阻碍，产生的磁力线会比较少，磁通很弱，能量传递困难。

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