Câmp magnetic
Câmpul magnetic este zona din jurul unui magnet în care există o forță magnetică. Sarcinile electrice în mișcare pot crea câmpuri magnetice. Câmpurile magnetice pot fi observate, de obicei, prin liniile de flux magnetic. În orice moment, direcția câmpului magnetic este indicată de direcția liniilor de flux magnetic. Puterea unui magnet are legătură cu spațiile dintre liniile de flux magnetic. Cu cât liniile de flux sunt mai apropiate una de cealaltă, cu atât mai puternic este magnetul. Cu cât sunt mai îndepărtate, cu atât sunt mai slabe. Liniile de flux pot fi observate prin plasarea de pilitură de fier peste un magnet. Firidele de fier se mișcă și se aranjează în linii. Câmpurile magnetice dau putere altor particule care ating câmpul magnetic.
În fizică, câmpul magnetic este un câmp care traversează spațiul și care produce o forță magnetică care mișcă sarcinile electrice și dipolii magnetici. Câmpurile magnetice se află în jurul curenților electrici, al dipolilor magnetici și al câmpurilor electrice variabile.
Atunci când sunt plasați într-un câmp magnetic, dipolii magnetici se află pe o singură linie, axele lor fiind paralele cu liniile de câmp, așa cum se poate observa atunci când pilitura de fier se află în prezența unui magnet. Câmpurile magnetice au, de asemenea, propria lor energie și impuls, cu o densitate de energie proporțională cu pătratul intensității câmpului. Câmpul magnetic se măsoară în unități de teslas (unități SI) sau gauss (unități cgs).
Există câteva tipuri notabile de câmp magnetic. Pentru fizica materialelor magnetice, a se vedea magnetism și magnet și, mai precis, diamagnetism. Pentru câmpurile magnetice create prin modificarea câmpurilor electrice, a se vedea electromagnetism.
Câmpul electric și câmpul magnetic sunt componente ale câmpului electromagnetic.
Legea electromagnetismului a fost fondată de Michael Faraday.
Câmpul H
Fizicienii pot spune că forța și cuplurile dintre doi magneți sunt cauzate de polii magnetici care se resping sau se atrag reciproc. Acest lucru este asemănător cu forța Coulomb care respinge aceleași sarcini electrice sau atrage sarcini electrice opuse. În acest model, un câmp magnetic H este produs de sarcinile magnetice care sunt "împrăștiate" în jurul fiecărui pol. Astfel, câmpul H este ca și câmpul electric E care începe la o sarcină electrică pozitivă și se termină la o sarcină electrică negativă. În apropierea polului nordic, toate liniile câmpului H sunt îndreptate în direcția opusă polului nordic (fie că se află în interiorul magnetului sau în afara acestuia), în timp ce în apropierea polului sudic (fie că se află în interiorul magnetului sau în afara acestuia) toate liniile câmpului H sunt îndreptate spre polul sudic. Un pol nord, deci, simte o forță în direcția câmpului H, în timp ce forța asupra polului sud este opusă câmpului H.
În modelul polilor magnetici, dipolul magnetic elementar m este format din doi poli magnetici opuși de intensitate polară qm, separați de o distanță foarte mică d, astfel încât m = q md.
Din păcate, polii magnetici nu pot exista separat unul de celălalt. Toți magneții au perechi nord/sud care nu pot fi separate fără a crea doi magneți, fiecare având o pereche nord/sud. De asemenea, polii magnetici nu țin cont de magnetismul produs de curenții electrici și nici de forța pe care un câmp magnetic o aplică sarcinilor electrice în mișcare.
Modelul polilor magnetici: doi poli opuși, Nord (+) și Sud (-), separați de o distanță d, produc un câmp H (linii).
Câmpul H și materialele magnetice
Câmpul H se definește astfel:
H ≡ B μ 0 - M , {\displaystyle \mathbf {H} \ \equiv \ {\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} ,} 
(definiția lui H în unități SI)
Cu această definiție, legea lui Ampere devine:
∮ 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} }} 
unde If reprezintă "curentul liber" inclus în buclă, astfel încât integrala de linie a lui H nu depinde deloc de curenții legați. Pentru echivalentul diferențial al acestei ecuații, a se vedea ecuațiile lui Maxwell. Legea lui Ampere conduce la condiția la limită:
H 1 , ∥ - H 2 , ∥ = K f , {\displaystyle H_{1,\paralel }-H_{2,\paralel }=\mathbf {K} _{\text{f}},} 
unde Kf este densitatea de curent liber de suprafață.
În mod similar, o integrală de suprafață a lui H pe orice suprafață închisă este independentă de curenții liberi și evidențiază "sarcinile magnetice" din interiorul acelei suprafețe închise:
∮ 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},} 
care nu depinde de curenții liberi.
Prin urmare, câmpul H poate fi separat în două părți independente:
H = H 0 + H d , {\displaystyle \mathbf {H} =\mathbf {H} _{0}+\mathbf {H} _{d},\,} 
unde Hd 0este câmpul magnetic aplicat datorat numai curenților liberi și H este câmpul de demagnetizare datorat numai curenților legați.
Prin urmare, câmpul magnetic H reface curentul legat în termeni de "sarcini magnetice". Liniile câmpului H se înfășoară numai în jurul "curentului liber" și, spre deosebire de câmpul magnetic B, începe și se termină și în apropierea polilor magnetici.
Pagini conexe
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este un câmp magnetic?
R: Un câmp magnetic este zona din jurul unui magnet în care există o forță magnetică datorată acțiunii sarcinilor electrice în mișcare.
Î: Cum poate fi determinată puterea unui magnet?
R: Puterea unui magnet poate fi determinată prin observarea distanței dintre liniile magnetice - cu cât sunt mai apropiate, cu atât mai puternic este magnetul.
Î: Ce se întâmplă atunci când particulele ating un câmp magnetic?
R: Atunci când particulele ating câmpul magnetic, ele primesc o forță din partea acestuia.
Î: Ce înseamnă că ceva are propria energie și propriul impuls?
R: A avea propria energie și propriul impuls înseamnă că ceva are propriile proprietăți care îi permit să se miște sau să acționeze independent de alte obiecte sau forțe.
Î: Cum se măsoară intensitatea unui câmp magnetic?
R: Intensitatea câmpului magnetic se măsoară în teslax (unități SI) sau în gauss (unități cgs).
Î: Cine a stabilit legea electromagnetismului?
R: Michael Faraday a stabilit legea electromagnetismului.
Î: Ce se întâmplă atunci când fulgii de fier sunt plasați lângă un magnet?
R: Atunci când fulgii de fier sunt plasați lângă un magnet, aceștia se mișcă și se aranjează în linii de flux care indică direcția și intensitatea câmpului magnetic.
