Magnetické pole
Magnetické pole je oblast kolem magnetu, ve které působí magnetická síla. Pohybující se elektrické náboje mohou vytvářet magnetické pole. Magnetické pole lze obvykle pozorovat pomocí magnetických indukčních čar. Směr magnetického pole je vždy znázorněn směrem magnetických indukčních čar. Síla magnetu souvisí s prostory mezi magnetickými indukčními čarami. Čím blíže jsou k sobě čáry magnetického toku, tím je magnet silnější. Čím jsou od sebe vzdálenější, tím jsou slabší. Čáry magnetického toku lze pozorovat tak, že na magnet položíte železné piliny. Železné piliny se pohybují a uspořádávají do čar. Magnetické pole dodává sílu jiným částicím, které se dotýkají magnetického pole.
Magnetické pole je ve fyzice pole, které prochází prostorem a které působí magnetickou silou na elektrické náboje a magnetické dipóly. Magnetické pole se nachází v okolí elektrických proudů, magnetických dipólů a měnících se elektrických polí.
Když se magnetické dipóly nacházejí v magnetickém poli, jsou v jedné přímce a jejich osy jsou rovnoběžné se siločarami pole, jak je vidět, když jsou železné piliny v přítomnosti magnetu. Magnetické pole má také vlastní energii a hybnost, přičemž hustota energie je úměrná čtverci intenzity pole. Magnetické pole se měří v jednotkách teslas (jednotky SI) nebo gauss (jednotky cgs).
Existuje několik významných druhů magnetického pole. Fyzika magnetických materiálů viz magnetismus a magnet, konkrétně diamagnetismus. O magnetických polích vzniklých změnou elektrického pole viz elektromagnetismus.
Elektrické a magnetické pole jsou složky elektromagnetického pole.
Zákon elektromagnetismu založil Michael Faraday.
H-pole
Fyzikové mohou říci, že síla a točivý moment mezi dvěma magnety jsou způsobeny odpuzováním nebo přitahováním magnetických pólů. Je to podobné jako Coulombova síla odpuzující stejné elektrické náboje nebo přitahující opačné elektrické náboje. V tomto modelu je magnetické pole H vytvářeno magnetickými náboji, které jsou "rozmazány" kolem každého pólu. H-pole je tedy podobné elektrickému poli E, které začíná u kladného elektrického náboje a končí u záporného elektrického náboje. V blízkosti severního pólu směřují všechny čáry H-pole od severního pólu (ať už uvnitř magnetu nebo mimo něj), zatímco v blízkosti jižního pólu (ať už uvnitř magnetu nebo mimo něj) směřují všechny čáry H-pole k jižnímu pólu. Severní pól tedy pociťuje sílu ve směru H-pole, zatímco síla na jižním pólu je opačná než H-pole.
V modelu magnetického pólu je elementární magnetický dipól m tvořen dvěma protilehlými magnetickými póly o pólové síle qm vzdálenými od sebe velmi malou vzdáleností d, takže m = qm d.
Magnetické póly bohužel nemohou existovat odděleně. Všechny magnety mají dvojice sever/jih, které nelze oddělit, aniž by vznikly dva magnety, z nichž každý má dvojici sever/jih. Magnetické póly také nezohledňují magnetismus, který vzniká v důsledku elektrického proudu, ani sílu, kterou magnetické pole působí na pohybující se elektrické náboje.
Model magnetického pólu : dva protilehlé póly, severní (+) a jižní (-), oddělené vzdáleností d vytvářejí H-pole (čáry).
H-pole a magnetické materiály
H-pole je definováno jako:
H ≡ B μ 0 - M , {\displaystyle \mathbf {H} \ \equiv \ {\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} ,} 
(definice H v jednotkách SI)
S touto definicí se Ampérův zákon mění na:
∮ 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 }}=\oint \left({\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} \right)\cdot d{\boldsymbol {\ell }}=I_{\mathrm {tot} }-I_{\mathrm {b} }=I_{\mathrm {f} }} 
kde If představuje "volný proud" uzavřený smyčkou, takže integrál čáry H vůbec nezávisí na vázaných proudech. Diferenciální ekvivalent této rovnice viz Maxwellovy rovnice. Ampérův zákon vede k okrajové podmínce:
H 1 , ∥ - H 2 , ∥ = K f , {\displaystyle H_{1,\paralelní }-H_{2,\paralelní }=\mathbf {K} _{\text{f}},} 
kde Kf je povrchová volná proudová hustota.
Podobně povrchový integrál H nad libovolnou uzavřenou plochou je nezávislý na volných proudech a vybírá "magnetické náboje" uvnitř této uzavřené plochy:
∮ 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},} 
který nezávisí na volných proudech.
H-pole lze tedy rozdělit na dvě nezávislé části:
H = H 0 + H d , {\displaystyle \mathbf {H} =\mathbf {H} _{0}+\mathbf {H} _{d},\,} 
kde H0 je přiložené magnetické pole způsobené pouze volnými proudy a Hd je demagnetizující pole způsobené pouze vázanými proudy.
Magnetické H-pole tedy přeformulovává vázaný proud v termínech "magnetických nábojů". Čáry pole H obtékají pouze "volný proud" a na rozdíl od magnetického pole B začínají a končí také v blízkosti magnetických pólů.
Související stránky
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to magnetické pole?
Odpověď: Magnetické pole je oblast kolem magnetu, ve které působí magnetická síla vytvořená pohybujícími se elektrickými náboji.
Otázka: Jak lze určit sílu magnetu?
Odpověď: Sílu magnetu lze určit podle mezer mezi magnetickými indukčními čarami - čím jsou blíže k sobě, tím je magnet silnější.
Otázka: Co se stane, když se částice dotknou magnetického pole?
Odpověď: Když se částice dotknou magnetického pole, získají z něj energii.
Otázka: Co znamená, že něco má vlastní energii a hybnost?
Odpověď: Mít vlastní energii a hybnost znamená, že něco má své vlastní vlastnosti, které mu umožňují pohybovat se nebo působit nezávisle na jiných objektech nebo silách.
Otázka: Jak se měří síla magnetického pole?
Odpověď: Síla magnetického pole se měří v jednotkách teslas (jednotky SI) nebo gauss (jednotky cgs).
Otázka: Kdo založil zákon elektromagnetismu?
Odpověď: Zákon elektromagnetismu založil Michael Faraday.
Otázka: Co se stane, když se železné piliny umístí do blízkosti magnetu?
Odpověď: Když jsou železné piliny umístěny v blízkosti magnetu, pohybují se a uspořádávají se do proudových čar, které ukazují směr a sílu magnetického pole.
