2.7: Intensidad del campo magnético

La intensidad del campo magnético \({\bf H}\) es una descripción alternativa del campo magnético en la que se descuenta el efecto de la materia. Por ejemplo, la densidad de flujo magnético \({\bf B}\) (recordatorio: Sección 2.5) debida a una carga puntual \(q\) que se mueve a una velocidad \({\bf v}\) puede escribirse en términos de la Ley de Biot-Savart:

donde \(\hat{bf R}\) es el vector unitario que apunta desde la partícula cargada al punto de campo \({\bf r}\), \(R\) es esta distancia, «\(\times\)» es el producto cruzado, y \(\mu\) es la permeabilidad del material. Podemos reescribir la ecuación \ref{m0012_eMatB} como:

con:

así que \({\bf H}\) en medios homogéneos no depende de \(\mu\).

El análisis dimensional de la ecuación \ref{m0012_eHHH} revela que las unidades para \({\bf H}} son amperios por metro (A/m). Sin embargo, \({\bf H}\) no representa la densidad de corriente superficial, como las unidades podrían sugerir. Si bien es cierto que una distribución de corriente (A) sobre una sección transversal lineal (m) puede describirse como una densidad de corriente con unidades de A/m, \({\bf H}\) se asocia con el campo magnético y no con una distribución de corriente particular (el concepto de densidad de corriente no es esencial para entender esta sección; sin embargo, se puede encontrar una cartilla en la Sección 6.2). Dicho de otra manera, \({\bf H}\) puede verse como una descripción del campo magnético en términos de una corriente equivalente (pero no real).

Puede parecer que \ {{bf H}} es información redundante dado \ {{bf B}} y \{mu}}, pero esto es cierto sólo en medios homogéneos. El concepto de intensidad de campo magnético se vuelve importante -y decididamente no redundante- cuando encontramos fronteras entre medios que tienen diferentes permeabilidades. Como veremos en el apartado 7.11, las condiciones de contorno sobre \({\bf H}\) limitan la componente del campo magnético que es tangente a la frontera que separa dos regiones que, por lo demás, son homogéneas. Si se ignoran las características del campo magnético representado por \({\bf H}\) y en su lugar se considera sólo \({\bf B}\), entonces sólo se restringe la componente perpendicular del campo magnético.

El concepto de intensidad de campo magnético también resulta útil en ciertos problemas en los que \(\mu\) no es una constante, sino que es una función de la intensidad del campo magnético. En este caso, se dice que el comportamiento magnético del material es no lineal. Para más información sobre esto, véase la sección 7.16.