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怎样理解,磁芯气隙内存储了很多能量。

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发表于 2024-11-14 09:14:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。
     
发表于 2024-11-14 09:53:28 | 显示全部楼层
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
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发表于 2024-11-14 09:58:44 | 显示全部楼层
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。
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 楼主| 发表于 2024-11-14 10:25:55 | 显示全部楼层
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。

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发表于 2024-11-14 10:37:06 | 显示全部楼层
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 )。按照全B来思考,确实气隙的能量密度比铁磁部分高得多。
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 楼主| 发表于 2024-11-14 13:40:09 | 显示全部楼层
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
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发表于 2024-11-14 21:19:13 | 显示全部楼层
天天胡扯就行了,能量满满
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发表于 2024-11-15 08:43:33 | 显示全部楼层
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
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 楼主| 发表于 2024-11-15 08:56:49 | 显示全部楼层
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。
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发表于 2024-11-15 09:08:30 | 显示全部楼层
https://zhuanlan.zhihu.com/p/586608227电感器原理(4)-气隙磁芯 浙大硕士写的

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发表于 2024-11-15 09:43:09 | 显示全部楼层
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?
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。
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发表于 2024-11-15 09:43:35 | 显示全部楼层
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

         
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发表于 2024-11-15 12:29:57 | 显示全部楼层
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。
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发表于 2024-11-15 12:47:52 | 显示全部楼层
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?
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发表于 2024-11-15 12:57:54 | 显示全部楼层
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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