2.7: Intensità del campo magnetico

L’intensità del campo magnetico \({\bf H}}) è una descrizione alternativa del campo magnetico in cui l’effetto del materiale è sottratto. Per esempio, la densità di flusso magnetico \({\bf B}\ (promemoria: Sezione 2.5) dovuta a una carica puntiforme \(q\) che si muove alla velocità \({\bf v\) può essere scritta in termini della legge di Biot-Savart:

dove \(\hat{\bf R}}) è il vettore unitario che punta dalla particella carica al punto di campo \(\bf r}), \(R) è questa distanza, “\(\times\)” è il prodotto incrociato, e \(\mu\) è la permeabilità del materiale. Possiamo riscrivere l’equazione \ref{m0012_eMatB} come:

con:

quindi \(\bf H}) in mezzi omogenei non dipende da \(\mu\).

L’analisi dimensionale dell’equazione \ref{m0012_eHHH} rivela che le unità per \bf H} sono ampere per metro (A/m). Tuttavia, \({\bf H}) non rappresenta la densità di corrente superficiale, come le unità potrebbero suggerire. Mentre è certamente vero che una distribuzione di corrente (A) su una certa sezione lineare (m) può essere descritta come una densità di corrente avente unità di A/m, \({\bf H}\) è associato al campo magnetico e non ad una particolare distribuzione di corrente (il concetto di densità di corrente non è essenziale per capire questa sezione; comunque, un’introduzione può essere trovata nella Sezione 6.2). Detto diversamente, \({\bf H}}) può essere visto come una descrizione del campo magnetico in termini di una corrente equivalente (ma non effettiva).

Può sembrare che \bf H} sia un’informazione ridondante dato \bf B} e \mu\, ma questo è vero solo in mezzi omogenei. Il concetto di intensità del campo magnetico diventa importante – e decisamente non ridondante – quando incontriamo confini tra mezzi che hanno permeabilità diverse. Come vedremo nella sezione 7.11, le condizioni di confine su \({\bf H}) vincolano la componente del campo magnetico che è tangente al confine che separa due regioni altrimenti omogenee. Se si ignorano le caratteristiche del campo magnetico rappresentato da \bf H\ e si considera invece solo \bf B\, allora solo la componente perpendicolare del campo magnetico è vincolata.

Il concetto di intensità del campo magnetico si rivela utile anche in un certo problema in cui \(\mu\) non è una costante, ma piuttosto è una funzione dell’intensità del campo magnetico. In questo caso, il comportamento magnetico del materiale è detto non lineare. Per saperne di più, vedi la sezione 7.16.