2.7: Magnetische veldintensiteit

Magnetische veldintensiteit ({\bf H}} is een alternatieve beschrijving van het magnetisch veld waarin het effect van materiaal is verdisconteerd. Bijvoorbeeld de magnetische fluxdichtheid ({\bf B}) (ter herinnering: Paragraaf 2.5) als gevolg van een puntlading die beweegt met een snelheid van v kan worden geschreven in termen van de wet van Biot-Savart:

waarbij \(\bf R}) de eenheidsvector is die van het geladen deeltje naar het veldpunt \({\bf r}}) wijst, \(R) deze afstand is, “\(\tijden)” het kruisproduct is, en \(\mu) de doorlatendheid van het materiaal is. We kunnen vergelijking \ref{m0012_eMatB} herschrijven als:

met:

dus hangt \({\bf H}}) in homogene media niet af van \(\mu}).

Dimensionale analyse van vergelijking \ref{m0012_eHHH} laat zien dat de eenheden voor \({\bf H}}) ampère per meter (A/m) zijn. Echter, \({\bf H}}) geeft niet de oppervlakte stroomdichtheid weer, zoals de eenheden zouden kunnen suggereren. Hoewel het zeker waar is dat een verdeling van stroom (A) over een lineaire doorsnede (m) kan worden beschreven als een stroomdichtheid met eenheden A/m, wordt ({\bf H}) geassocieerd met het magnetisch veld en niet met een bepaalde stroomverdeling (het begrip stroomdichtheid is niet essentieel om deze paragraaf te begrijpen; een inleiding is echter te vinden in Paragraaf 6.2). Anders gezegd, ({\bf H}\) kan worden gezien als een beschrijving van het magnetisch veld in termen van een equivalente (maar niet werkelijke) stroom.

Het lijkt misschien dat \({\bf H}}) overbodige informatie is gegeven \({\bf B}}) en \(\mu}), maar dit is alleen waar bij homogene media. Het begrip magnetische veldsterkte wordt belangrijk – en beslist niet overbodig – als we grenzen tegenkomen tussen media met verschillende permeabiliteiten. Zoals we in Paragraaf 7.11 zullen zien, beperken de randvoorwaarden voor het magnetisch veld de component van het magnetisch veld die raakt aan de grens tussen twee verder homogene gebieden. Als men de eigenschappen van het magnetisch veld van \({\bf H}} negeert en in plaats daarvan alleen \({\bf B}}) beschouwt, dan wordt alleen de loodrechte component van het magnetisch veld beperkt.

Het begrip magnetische veldsterkte blijkt ook nuttig te zijn in bepaalde problemen waarin \(\mu) geen constante is, maar eerder een functie van de magnetische veldsterkte. In dit geval wordt gezegd dat het magnetisch gedrag van het materiaal niet-lineair is. Voor meer hierover, zie Paragraaf 7.16.