Magnetické 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.

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.

• Feromagnetismus
• Magnetický tok
• Magnetický moment