磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量H是為了磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理得到形式上簡(jiǎn)化而引入的輔助物理量。它的物理意義類似于電位移矢量D。從定義的操作方面來(lái)看,磁感應(yīng)強(qiáng)度是*只是考慮磁場(chǎng)對(duì)于電流元的作用,而不考慮這種作用是否受到磁場(chǎng)空間所在的介質(zhì)的影響,這樣磁感應(yīng)強(qiáng)度就是同時(shí)由磁場(chǎng)的產(chǎn)生源與磁場(chǎng)空間所充滿的介質(zhì)來(lái)決定的。相反,磁場(chǎng)強(qiáng)度則*只是反映磁場(chǎng)來(lái)源的屬性,與磁介質(zhì)沒(méi)有關(guān)系。這兩個(gè)概念在實(shí)際運(yùn)用中各有其方便之處。
磁場(chǎng)強(qiáng)度
magnetic intensity
描述磁介質(zhì)中磁場(chǎng)的一個(gè)輔助物理量。常用符號(hào)H表示,定義為H=(B/μo)-M式中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度;M是磁化強(qiáng)度;μo是真空磁導(dǎo)率。在線性各向同性磁介質(zhì)中,M與H成正比,即M=xmH,xm是磁介質(zhì)的磁化率。于是上式表為B=μo(1+xm)H=μoμrH式中μr=1+xm稱為磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率,上式是表征介質(zhì)磁化性質(zhì)的介質(zhì)方程。
磁介質(zhì)磁化后產(chǎn)生的磁化電流改變了原來(lái)的磁場(chǎng)分布,引入輔助量H是為了使未知的磁化電流不顯現(xiàn)在由H表述的磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理之中。在認(rèn)清磁性起源于電流之前,曾認(rèn)為磁性起源于磁荷,并得到了與靜電庫(kù)侖定律相仿的磁庫(kù)侖定律。由此,把單位磁荷所受磁力定義為H,認(rèn)為H是描述磁場(chǎng)的基本物理量,并賦予其磁場(chǎng)強(qiáng)度的名稱,沿用至今。
在單位制(SI)中,磁場(chǎng)強(qiáng)度H的單位是安培/米(A/m)。
磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度的區(qū)別
磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度均為表征磁場(chǎng)性質(zhì)(即磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向)的兩個(gè)物理量。由于磁場(chǎng)是電流或者說(shuō)運(yùn)動(dòng)電荷引起的,而磁介質(zhì)(除超導(dǎo)體以外不存在磁絕緣的概念,故一切物質(zhì)均為磁介質(zhì))在磁場(chǎng)中發(fā)生的磁化對(duì)源磁場(chǎng)也有影響(場(chǎng)的迭加原理)。因此,磁場(chǎng)的強(qiáng)弱可以有兩種表示方法:
在充滿均勻磁介質(zhì)的情況下,若包括介質(zhì)因磁化而產(chǎn)生的磁場(chǎng)在內(nèi)時(shí),用磁感應(yīng)強(qiáng)度B表示,其單位為特斯拉T,是一個(gè)基本物理量;單獨(dú)由電流或者運(yùn)動(dòng)電荷所引起的磁場(chǎng)(不包括介質(zhì)磁化而產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí))則用磁場(chǎng)強(qiáng)度H表示,其單位為A/m2,是一個(gè)輔助物理量。
具體的,B決定了運(yùn)動(dòng)電荷所受到的洛侖茲力,因而,B的概念叫H更形象一些。在工程中,B也被稱作磁通密度(單位Wb/m2)。在各向同性的磁介質(zhì)中,B與H的比值即介質(zhì)的磁導(dǎo)率μ。