Magnetické pole

H-pole

Fyzici môžu povedať, že sila a krútiaci moment medzi dvoma magnetmi sú spôsobené odpudzovaním alebo priťahovaním magnetických pólov. Je to podobné ako Coulombova sila odpudzujúca rovnaké elektrické náboje alebo priťahujúca opačné elektrické náboje. V tomto modeli magnetické H-pole vzniká z magnetických nábojov, ktoré sú "rozmazané" okolo každého pólu. Takže pole H je ako elektrické pole E, ktoré začína pri kladnom elektrickom náboji a končí pri zápornom elektrickom náboji. V blízkosti severného pólu smerujú všetky čiary H-pole od severného pólu (či už vo vnútri magnetu alebo mimo neho), zatiaľ čo v blízkosti južného pólu (či už vo vnútri magnetu alebo mimo neho) smerujú všetky čiary H-pole k južnému pólu. Severný pól teda pociťuje silu v smere H-pólu, zatiaľ čo sila na južnom póle je opačná k H-pólu.

V modeli magnetického pólu je elementárny magnetický dipól m tvorený dvoma protiľahlými magnetickými pólmi s pólovou silou qm, ktoré sú od seba vzdialené veľmi malou vzdialenosťou d, takže m = qm d.

Nanešťastie magnetické póly nemôžu existovať oddelene. Všetky magnety majú páry sever/juh, ktoré nemožno oddeliť bez toho, aby sa vytvorili dva magnety, z ktorých každý má pár sever/juh. Magnetické póly tiež nezohľadňujú magnetizmus, ktorý vzniká pri elektrickom prúde, ani silu, ktorou magnetické pole pôsobí na pohybujúce sa elektrické náboje.

Model magnetických pólov : dva protiľahlé póly, severný (+) a južný (-), oddelené vzdialenosťou d vytvárajú H-pole (čiary).

H-pole a magnetické materiály

H-pole je definované ako:

H ≡ B μ 0 - M , {\displaystyle \mathbf {H} \ \equiv \ {\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} ,} (definícia H v jednotkách SI)

S touto definíciou sa Ampérov zákon stáva:

∮ H ⋅ d ℓ = ∮ ( B μ 0 - M ) ⋅ d ℓ = I t o t - I b = I f {\displaystyle \oint \mathbf {H} \cdot d{\boldsymbol {\ell }}=\bod \left({\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} \right)\cdot d{\boldsymbol {\ell }}=I_{\mathrm {tot} }-I_{\mathrm {b} }=I_{\mathrm {f} }}

kde _If predstavuje "voľný prúd" ohraničený slučkou, takže lineárny integrál H vôbec nezávisí od viazaných prúdov. Diferenciálny ekvivalent tejto rovnice nájdete v Maxwellových rovniciach. Ampérov zákon vedie k okrajovej podmienke:

H 1 , ∥ - H 2 , ∥ = K f , {\displaystyle H_{1,\paralelné }-H_{2,\paralelné }=\mathbf {K} _{\text{f}},}

kde Kf je povrchová hustota voľného prúdu.

Podobne povrchový integrál H na ľubovoľnom uzavretom povrchu je nezávislý od voľných prúdov a vyberá "magnetické náboje" v rámci tohto uzavretého povrchu:

∮ S μ 0 H ⋅ d A = ∮ S ( B - μ 0 M ) ⋅ d A = ( 0 - ( - q M ) ) = q M , {\displaystyle \oint _{S}\mu _{0}\mathbf {H} \cdot \mathrm {d} \mathbf {A} =\oint _{S}(\mathbf {B} -\mu _{0}\mathbf {M} )\cdot \mathrm {d} \mathbf {A} =(0-(-q_{M}))=q_{M},}

ktorý nezávisí od voľných prúdov.

H-pole sa preto dá rozdeliť na dve nezávislé časti:

H = H 0 + H d , {\displaystyle \mathbf {H} =\mathbf {H} _{0}+\mathbf {H} _{d},\,}

kde H0 je aplikované magnetické pole spôsobené len voľnými prúdmi a Hd je demagnetizujúce pole spôsobené len viazanými prúdmi.

Magnetické H-pole teda preformuluje viazaný prúd v zmysle "magnetických nábojov". Línie H poľa sa točia len okolo "voľného prúdu" a na rozdiel od magnetického poľa B začínajú a končia aj v blízkosti magnetických pólov.

Súvisiace stránky

• Feromagnetizmus
• Magnetický tok
• Magnetický moment