Luego de consultar especialistas en la materia, programadores de varias áreas y profesores hemos dado con la respuesta al problema y la dejamos plasmada en este post.
H es la fuerza motriz en las bobinas y es amperios vueltas por metro, donde la parte del metro es la longitud del circuito magnético. En un transformador es fácil determinar esta longitud porque el 99% del flujo está contenido en el núcleo. Una bobina con un núcleo de aire es tan difícil como te puedes imaginar.
Pienso en B como un subproducto de H y B se hace más grande por la permeabilidad del núcleo.
En electrostática, E (intensidad de campo eléctrico) es el equivalente de H (intensidad de campo magnético) y es algo más fácil de visualizar. Sus unidades son voltios por metro y también da lugar a otra cantidad, densidad de flujo eléctrico (D) cuando se multiplica por la permitividad del material en el que existe: –
$dfracBH = mu_0mu_R$ y
$dfracDE = epsilon_0epsilon_R$
Con respecto a las hojas de datos de ferrita, la curva BH es la importante: le indica la permeabilidad del material y esto se relaciona directamente con la cantidad de inductancia que puede obtener por una vuelta de cable.
También indicará cuánta energía podría perderse al invertir el campo magnético; esto, por supuesto, siempre sucederá cuando se utilice corriente alterna. No todos los dominios en la ferrita vuelven a producir un magnetismo promedio cero cuando se elimina la corriente y cuando se invierte el actual, los dominios restantes deben neutralizarse antes de que el magnetismo del núcleo se vuelva negativo; esto requiere una pequeña cantidad de energía en la mayoría de las ferritas y da lugar al término pérdida por histéresis.
Otros gráficos importantes en una hoja de datos de ferrita son el gráfico de permeabilidad frente a frecuencia y permeabilidad frente a temperatura.
Por experiencia personal de haber diseñado algunos transformadores, los encuentro tortuosos en el sentido de que nunca recuerdo naturalmente nada más que los conceptos básicos cada vez que comienzo un nuevo diseño y esto es molesto: en esta respuesta tuve que verificar dos veces todo excepto el unidades de H!
Versión corta: tanto B como H provienen de imanes o de corriente.
Uno (H) es “amperio-vueltas” directos (no: Andy tiene razón: amperios-vueltas por metro) el otro (B) es H veces la permeabilidad del circuito magnético. Para aire o vacío, esto es 1, por lo que B=H. Para el hierro, B = permeabilidad (número grande) * H.
(EDITAR para aclarar: como dice Phil, B es en realidad H * la permeabilidad del espacio libre: que es 1 en unidades CGS y una constante ( $mu_0$ ) en unidades SI. En cualquier sistema se multiplica por el “permeabilidad relativa” de materiales magnéticos como el hierro)
Para un escenario más complejo como un motor, que involucra piezas polares de hierro, barras de hierro en un rotor y espacios de aire, cada sección tiene su propia permeabilidad, longitud y área, así que mientras conoce los amperios-vueltas, averiguar el flujo magnético en cada (el espacio de aire entre los polos y el rotor, por ejemplo) y, por lo tanto, el par que puede esperar del motor se convierte en un proceso contable complejo.
Podría pensar que aumentar la permeabilidad para aumentar el flujo magnético para la misma corriente es algo bueno, y tendría razón hasta cierto punto: la relación BH no es lineal (por encima de un cierto B, la permeabilidad disminuye (crudamente, cuando todo el dominios magnéticos ya están alineados) – esto se conoce como saturación de un núcleo magnético – o de un componente en el circuito magnético de un transformador o motor. Por ejemplo, si un componente se satura antes que los demás, aumente su área de sección transversal o cambie su En algunos materiales, la curva BH también tiene histéresis, es decir, el material se magnetiza y almacena el estado anterior: por eso puede actuar como almacenamiento de computadora o cinta de audio.
El diseño de circuitos magnéticos es tanto un arte como el diseño de circuitos eléctricos, y con demasiada frecuencia se descuida.
$ B = mu_cveces H$
B es la densidad de flujo magnético y es exclusiva del material. Mayor $mu_c$ significa mayor densidad de flujo magnético bajo el mismo campo magnético.
H es la fuerza del campo magnético y es una cantidad absoluta.
Recuerda algo, que puedes optar por la opción de agregar una reseña si tropezaste tu obstáculo justo a tiempo.