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上一主题:谈屠呦呦得诺贝尔奖 下一主题:答司马厚成先生来信
磁场能密度属于磁场场状态的函数,只取决于其状态参量(H,M)与抵达该状态的具体历程无关
[楼主] 作者:541218  发表时间:2015/11/29 17:56
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上一主题:谈屠呦呦得诺贝尔奖 下一主题:答司马厚成先生来信
[楼主]  [2楼]  作者:541218  发表时间: 2015/11/29 19:55 

应用例 
 
 
意想不到的便利与启示……但很难面对种种诘难。鄙人无奈,挖空心思 冥思苦想 企图寻找有力的思路来振威。

故而,笔者试图用这里将要展示的分析数学中的“全微分与定积分法” 。即先对传导电流所激发的磁场与永磁体中分子电流所激发的磁场形成的叠加磁场的总能量密度【Wm=0.5μ(H+M)^2】进行一次全微分:

dWm=0.5μd(H+M)^2=μ(H+M)(dH+dM)=μHdH+μMdH+μHdM+μMdM

现在分析上式右边各项的微分式所蕴含的的物理意义,其中微分式μHdM可改写成LIε即dWe,其中L表示电感量,I表示励磁电流强度,ε(=μdM=dBf)表示反电动势;Bf表示附加磁感强度,We表示励磁电流所消耗的电功率,这里揭示出磁场能的交叉项μHdM由电能转化而来;下面 μMdH这一项也属于磁场能的交叉项 但这与励磁电流强度的大小无关即使此时励磁电流的强度等于零,但此时的电流变化率并不一定也必须等于零,所以这一项取决于励磁电流的变化率与磁化强度,故而这一项绝对不是将磁场能的交叉项与电流克服反电动势所做的功率,因为电流所做的功率与电流强度成正比,如果此时虽然励磁电流具有很大的变化率,但其电流强度的绝对值却等于零,那么此时的电流克服反电动势所做电功等于零,而此时的磁场能交叉项的变化率绝对值却不等于零,如果说 磁场能的变化率总是来自于电源功率,那么这就违背了能量转化功率绝对值必须相等的规律,所以,这里的数学物理分析结果 是 坚决排除μMdH这个交叉项 与电源功率相关联,即揭示了磁场能的交叉项并不是全部来自于电源做功,能量守恒定律告诉我们 这个 μMdH这个交叉项必然对应着某种能量的变化率,实践表明在磁化过程 磁场能除了与电能参与 还有热能参与,至于还有诸如 体积功(磁致伸缩)电磁辐射等其他形式的能量参与其中,已经微不足道完全可以忽略,只有热量不可忽略,所以 这个μMdH这个交叉项对应着磁化过程的热效应最为合乎逻辑,因为这个μMdH这个交叉项所占的份额很突出并不容忽视,故而做出推断应该有关联式 μMdH=ηdQ。有了这个关联式就可以将磁化过程的“热效应”与过程的磁场能的“交叉项”关联起来了;

 若对偏微分【μMdH】进行一次定积分。该定积分的 上、下限 分别为积分路线的终点坐标值,沿着磁滞回线作逆时针方向循环积分一周:∮μMdH=ηQ。

 而μHdM=We=μMdH=ηQ

从而导出这个比例系数就是热工当量 η 

这个积分结果告诉人们 磁滞回线过程的热效应精确等于该过程电流所消耗的电能。 

 
永磁体激发的磁场叠加载流螺线管所激发的磁场所得总的磁场能密度 计算公式 先全微分再展开成多项式 且进行逐项分析其物理意义
且结合磁滞回线所包围面积正比于磁滞损耗(热效应),且沿着磁滞回线进行循环积分一周 立即得到 磁滞回线所包围面积恰好等于电源应克服反电动势所消耗的电功率,也等于热效应,所以得知 磁滞回线所包围面积与热效应的比值就是“热功当量”η。

∮μHdM=We 
μMdH=ηQ
在B-H平面上, 发现 μHdM与μMdH的几何意义即等于同一个磁滞回线所包围的面积,即有:μHdM=μMdH,进一步得知 We =ηQ;这一数学结果 也符合物理意义,即磁滞损耗的热量全部来源于电源克服反电动势所消耗的电能 符合能量守恒定律。
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
浙江 金华市的王晓斌电器工程师与我豪赌八千大洋说,μHdM=We 
                                                                                     ∮μMdH=ηQ
这个关联式 正好写反了。
应该是:                                                       μHdM=ηQ
                                                                     ∮μMdH=We 
我之所以 敢 坚称应该是这个关联式:           μMdH=ηdQ
因为 电源必须借助电流来克服反电动势才能做电功,就好比只有借助位移才能在力的作用下做机械功,(反)电动势ε好比阻力f,还必须拥有位移s,而在 μMdH这项微分式中 只有反电动势μdH,却不含有传导电流 I ,当然式中的因子M也可以表示成 I 的函数,即 M=y(I),但,当在传导电流等于零时 其电流的变化率也并不一定也必然等于零,因此 而且此时的铁磁质的磁化强度M也不一定必然等于零,所以 μMdH这个微分式就不一定等于零,即当电源瞬时功率等于零时,磁场能变化率却并不一定也必然等于零,这就违背了能量转化守恒规律,所以 磁场能交叉项的变化率并不全是来自于 励磁 电流源,依据能量来去必须守恒的规律 必然还存在着第三种形式的能量的参与,实践表明 在含有铁芯的载流螺线管的励磁电流变化过程伴有热效应即磁滞损耗,即伴有“”这种形式的能量参与其中,所以 推断必有且只能还有关联式: μMdH=ηdQ。这个关联式的获取并不是靠想当然获得的;而是通过理论分析结合物理事实综合分析判断排除等推理过程得到的结论。
从这个关联式 可以看出 当过程反向时, μMdH=ηdQ 其热效应必然也改变符号,即当磁化工作点沿着磁滞回线顺时针循环移动时,必然为吸热过程即出现磁致冷效应。
******************************************************
对于矩磁材料达到磁饱和状态时 若磁化工作点逆向移动所导致的吸热效应 当然也创造了熵减奇迹。 此乃本话题的又一耀眼的闪烁点。
[楼主]  [3楼]  作者:541218  发表时间: 2015/11/29 20:17 

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[楼主]  [4楼]  作者:541218  发表时间: 2015/11/29 20:29 

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[楼主]  [5楼]  作者:541218  发表时间: 2015/12/01 23:58 

如果顺磁质或理想的软磁质在磁化过程除了产生了附加磁场能还生热,其能量全都来自于电能,那么增加的磁场能来自于电流能还可以理解,是因为磁通量的增加产生了反电动势,那么热能的产生也会产生反电动势么?

那么在退磁过程就应该消耗热能,这热能被转移到哪里去了呢,转化为电流能,同时磁场能也在减少 也转化为电流能,因为 吸热与生热必须抵消,因为对于 对于顺磁质或理想的软磁质的磁滞回线所包围的面积等于零,是完全重合的磁化曲线。

如果说  理想的软磁质在磁化过程不生热在退磁过程也不吸热,那么其磁化过程所消耗的电能全部转化为附加的磁场能,那么对于不同磁导率的顺磁质或软磁质其磁化曲线互不重合,所以当其抵达同一磁化状态时所消耗的电流能并不一样,那么意味着 磁场能并不全部来源于电流能。即意味着有热能的参与转化为附加的电场能。

 [6楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/04 09:24 

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 [7楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/04 09:33 

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 [8楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/04 09:40 

曾记否?我在你删除了的帖子中曾经和你说过,电阻的压降也是反电势。当初你可能根本没理解我说的意思。
[楼主]  [9楼]  作者:541218  发表时间: 2015/12/04 11:21 

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 [10楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/04 12:10 

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[楼主]  [11楼]  作者:541218  发表时间: 2015/12/04 20:27 

对【10楼】说:

次级线圈将电阻压降以反电动势的形式反馈到初级线圈中, 但是初级线圈遇到反电动势并不是直接将初级线圈电路所消耗的电功转化为热能的,而是转化为磁场交叉能,次级线圈再将磁场交叉能转化为克服欧姆电阻上的电流热效应。

总之 反电动势只能将电流能先转化为磁场能。 

 [12楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/05 09:28 

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 [13楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/05 09:28 

对【11楼】说: 
理想变压器其实是不考虑磁场能量的。反电势只是做功过程中产生的一种表象。电源对任何电路做功,都是电源作用到电路上的电压和输出的电流的乘积,并不是输出电流和反电势的乘积。习惯上用电流克服反电势做功只是一种习惯说法。我也在别的帖子中曾经说过,反电动势其实就相当于反作用力,是物体抵抗运动状态改变所做出的姿态。它并不是对物体做功所需要的作用力。你推一个小车,小车给你一个反作用力,但是反作用力丝毫不能阻碍你推动小车。反作用力从来不参与对小车的做功。你对小车所做之功全部来自作用力和力的位移。所以说作用力抵抗反作用力对物体做功其实并不正确。作用力抵抗的应该是惯性。螺线管中电流建立需要过程也是电源电动势克服电子在导线中遇到的惯性缘故。

 

理想变压器次级接一个1欧姆电阻,初级接一个10V电动势,在初级就产生了10A电流,这10A电流和10V的乘积就是电源对变压器及次级电阻的全部100W能量供给。但是在次级的电阻上也产生了10V电压和10A电流,电阻上也得到了100W的功率,因此,理想变压器是没有能量损耗的,也就是说无需在铁芯中产生能量变换,铁心的磁场能完全是零。其实我们实际生活中所用到的变压器都是有损耗的,它们是铜损、铁损。一个工作空载和在额定容量之间的变压器,其铁损基本是变化不大的值,但是铜损却和负荷大小有关。这就说明初、次级间传导的能量不需要转换成磁场,磁场只是一个状态物而已。一个理想铁芯上的两个线圈,一端接电源,一端接负载,还以那个电阻为例,初级电流方向总是和次级电流相反的,初级电源输入+10A,次级同名端给出电流-10A,因此两相反电流在铁芯上产生的磁场交叉能是零。理想变压器只要求铁芯有无限高的磁导率、为零的铜损、铁损,并不要求它们进行能量变换。

 


足够优质的铁芯在于提供一个理想的楞次定律环境。当初级的电动势变化引起初级线圈电流变化时,楞次定律为了阻止铁芯磁场变化,就产生一个反电势,这反电势在次级产生一个相同的电流变化,使铁芯中能量尽量不变。

 

油冷湿式变压器主要就是对绕组进行降温而不是对铁芯进行降温,也是这个道理,变压器铁芯不是能量变换者。

 

所以你【11楼】说的能量传递过程并不正确。

[楼主]  [14楼]  作者:541218  发表时间: 2015/12/05 13:44 

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[楼主]  [15楼]  作者:541218  发表时间: 2015/12/05 15:16 

对【13楼】说:

要尊重基本原理 要依据基本原理 遵循公认的逻辑法则 从基本原理出发 据理力争  你发表议论的出发点要提供出处。

我只希望你据理力争 不要通篇浮泛之侃   不要杜撰  不要说一些令人莫名其妙的新名词新概念 新原理 新法则 新依据 必须使用大家公认的基本法则 基本原理

你要 紧紧围绕我的主题帖中的基本观点基本结论 追逐每一道微分项的物理意义 我的运算过程 哪一个环节出错 哪一个运算结果的物理意义不,明确 要这样具体的讨论 不要偏离主题太远 离题万里 胡扯淡 通篇都是你自己杜撰 的新名词新法则 新原理  一厢情愿的胡扯淡 侃侃而谈 不着边际  你每一结论 新说法 都必须提供数学物理的证明

 [16楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/05 19:01 

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 [17楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/05 23:13 

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 [18楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/06 00:06 

你可以去查看变压器设计手册或相关的书籍,变压器铁损基本就是空载铁损,即副边开路时铁芯的热损耗,和负载所消耗的电功率基本无关,而铜损是和变压器所传输的能量有关的。铁损基本是变压器的漏磁通在铁心中引出的铁芯磁化造成的,漏磁通对铁芯的磁化带来磁滞损耗和涡流损耗。漏磁通对变压器来说基本是和结构有关的不变量,因此变压器的铁损也基本是不变量。

变压器铁损=空载铁损×供电时间
变压器铜损=用电量×(2%~3%)
铁损和运行时间有关,铜损和用电量有关。
这些和理论都是相符合的:初次级能量的传递和铁芯能量变化无关。
 [19楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/06 00:13 

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 [20楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/06 00:13 

对【14楼】说:
你【5楼】的观点是
“如果顺磁质或理想的软磁质在磁化过程除了产生了附加磁场能还生热,其能量全都来自于电能,那么增加的磁场能来自于电流能还可以理解,是因为磁通量的增加产生了反电动势,那么热能的产生也会产生反电动势么?
那么在退磁过程就应该消耗热能,这热能被转移到哪里去了呢,转化为电流能,同时磁场能也在减少 也转化为电流能,因为 吸热与生热必须抵消,因为对于 对于顺磁质或理想的软磁质的磁滞回线所包围的面积等于零,是完全重合的磁化曲线。
如果说 理想的软磁质在磁化过程不生热在退磁过程也不吸热,那么其磁化过程所消耗的电能全部转化为附加的磁场能,那么对于不同磁导率的顺磁质或软磁质其磁化曲线互不重合,所以当其抵达同一磁化状态时所消耗的电流能并不一样,那么意味着 磁场能并不全部来源于电流能。即意味着有热能的参与转化为附加的电场能。”

这表明是对你主题的原理支持,我【6楼】以后对你【5楼】的诘难,就是对你主题的诘难。
[楼主]  [21楼]  作者:541218  发表时间: 2015/12/06 07:16 

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 [22楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/06 18:13 

我在《就我这重重一击……》【296楼】就告诉你:
“‘Wm=Г(H,M)。只取决于终态,与始—终态之间路径无关。’这是对的,这也是我的主张。”。赵凯华说的和历史无关也是对的。

但你【5楼】引入的论据
“如果顺磁质或理想的软磁质在磁化过程除了产生了附加磁场能还生热,其能量全都来自于电能,那么增加的磁场能来自于电流能还可以理解,是因为磁通量的增加产生了反电动势,那么热能的产生也会产生反电动势么?
那么在退磁过程就应该消耗热能,这热能被转移到哪里去了呢,转化为电流能,同时磁场能也在减少 也转化为电流能,因为 吸热与生热必须抵消,因为对于 对于顺磁质或理想的软磁质的磁滞回线所包围的面积等于零,是完全重合的磁化曲线。
如果说 理想的软磁质在磁化过程不生热在退磁过程也不吸热,那么其磁化过程所消耗的电能全部转化为附加的磁场能,那么对于不同磁导率的顺磁质或软磁质其磁化曲线互不重合,所以当其抵达同一磁化状态时所消耗的电流能并不一样,那么意味着 磁场能并不全部来源于电流能。即意味着有热能的参与转化为附加的电场能。”

却是错误的。多么正确的理论,你用不正确的论据去论证它,你的论证也是无效论证。
[楼主]  [23楼]  作者:541218  发表时间: 2015/12/06 21:55 

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 [24楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/06 21:55 

对【21楼】说:
“这两者 在励磁过程各自所消耗的电能并不相等”十分容易证明。

你准备三块相同材料制成的完全一样的未磁化磁铁毛坯。你先在两个螺线管中各插一块毛坯,你给两螺线管各通电100安培,两螺线管消耗的电能是相同的。断电后,你取出一个磁铁铁芯扔掉(不管你是扔进垃圾桶还是扔进茅坑)。你再换进来第三块毛坯,你再把两螺线管通电到100安培。这时就满足你说的B相同,但两电源所消耗的能量肯定不一样。

但是这能证明“这就意味着 磁场能不全来自于电源”吗?不能!因为你还没有证明那个有剩磁的磁铁的磁场能不是来自电源。
 [25楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/06 21:55 

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[楼主]  [26楼]  作者:541218  发表时间: 2015/12/07 01:22 

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 [27楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/07 03:26 

你其实是先把自己未经验证的猜测当成真理了,然后你就认为向你提出各种不同意见的行为都是打压真理。你看我像那样的人么?我并不打压真理,你说得对的地方我都是赞同的,不对的地方我就不能赞同。当然我也让你放心,即使你承认自己错误了,我也不要你的八万元,我有钱花。
 [28楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/07 07:39 

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[楼主]  [29楼]  作者:541218  发表时间: 2015/12/07 12:20 

对【28楼】说:

王普霖太过于自信!盲目自信 自以为是 是最大的障碍,王普霖被盲目自信蒙住了眼睛,看不清前进的方向,执迷不悟 临死不改。

你敢不敢打赌?谁输了,就向对方公开道歉 缴纳学费和全额负责专家的评审活动费 纪念费 车船费 加班费等……相关费用!!!

裁判组 由你去聘请组建,但 必须是《电磁学》专业的博导 专家。

&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&

你应该 据理力争,而不是胡侃乱吹 泛泛而谈 不着边际 莫衷一是。

首先要写出 磁场能的状态函数的具体表达式:W(H,B)=0.5Hμ。,其中B=μ。

然后再建立 B-H直角坐标系。

对存在着交点的 不同化学成分的铁磁材料的起始磁化曲线,起始磁化曲线与纵坐标B所围成的曲边三角形的面积正比于励磁电源在使该铁磁材料沿着起始磁化曲线从坐标原点抵达其“交点”(即处于共同的磁化状态)此时该两种铁磁材料具有相同的磁场能密度,但其在沿着起始磁化曲线抵达(交点)即共同的磁化状态的过程电源所输出的电功却并不一样。

这就意味着 在磁化过程 不仅仅是电流源在克服反电动势做电功转化磁场能,同时还有分子电流也在反电动势的作用下 消耗热能转化为磁场能。当然 也有的情形 是产生热能。

你不妨 自己画个坐标 再画个磁化路径 沿着磁化路径进行定积分 看究竟 等不等于磁场能 

 [30楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/07 14:26 

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