Mágneses mező
A mágneses mező az a mágnes körüli terület, amelyben mágneses erő van. A mozgó elektromos töltések mágneses mezőt hozhatnak létre. A mágneses mezők általában mágneses fluxusvonalakkal láthatók. A mágneses mező irányát mindenkor a mágneses fluxusvonalak iránya mutatja. A mágnes erőssége a mágneses fluxusvonalak közötti terekkel függ össze. Minél közelebb vannak egymáshoz a fluxusvonalak, annál erősebb a mágnes. Minél távolabb vannak, annál gyengébbek. A fluxusvonalakat úgy láthatjuk, ha vasreszeléket helyezünk egy mágnes fölé. A vasreszelék mozog és a vonalakba rendeződik. A mágneses mezők erőt adnak más részecskéknek, amelyek a mágneses mezővel érintkeznek.
A fizikában a mágneses tér a téren áthaladó mező, amely mágneses erő hatására mozgatja az elektromos töltéseket és a mágneses dipólusokat. A mágneses mezők elektromos áramok, mágneses dipólusok és változó elektromos mezők körül vannak.
Mágneses térbe helyezve a mágneses dipólusok egy vonalban vannak, tengelyük párhuzamos a mezővonalakkal, ahogyan azt vasreszelék mágnes jelenlétében láthatjuk. A mágneses mezőknek saját energiájuk és impulzusuk is van, az energiasűrűségük a térerősség négyzetével arányos. A mágneses mezőt teslas (SI-egységek) vagy gauss (cgs-egységek) mértékegységben mérik.
A mágneses mezőnek van néhány nevezetes fajtája. A mágneses anyagok fizikájához lásd a mágnesesség és a mágnes, pontosabban a diamágnesesség. Az elektromos mezők változásával létrehozott mágneses mezőkről lásd elektromágnesesség.
Az elektromos mező és a mágneses mező az elektromágneses mező összetevői.
Az elektromágnesesség törvényét Michael Faraday alapozta meg.
H-mező
A fizikusok azt mondhatják, hogy a két mágnes közötti erőt és nyomatékot az egymást taszító vagy vonzó mágneses pólusok okozzák. Ez olyan, mint az azonos elektromos töltéseket taszító vagy ellentétes elektromos töltéseket vonzó Coulomb-erő. Ebben a modellben a mágneses H-mezőt az egyes pólusok körül "elkenődött" mágneses töltések hozzák létre. A H-mező tehát olyan, mint az E elektromos mező, amely egy pozitív elektromos töltésnél kezdődik és egy negatív elektromos töltésnél végződik. Az északi pólus közelében minden H-mező vonal az északi pólustól távolodik (akár a mágnes belsejében, akár azon kívül), míg a déli pólus közelében (akár a mágnes belsejében, akár azon kívül) minden H-mező vonal a déli pólus felé mutat. Az északi pólus tehát a H-mező irányába ható erőt érez, míg a déli pólusra ható erő a H-mezővel ellentétes irányú.
A mágneses pólus modellben az m elemi mágneses dipólust két ellentétes pólusú, qm póluserősségű mágneses pólus alkotja, amelyeket nagyon kis d távolság választ el egymástól, úgy, hogy m = qm d.
Sajnos a mágneses pólusok nem létezhetnek egymástól függetlenül. Minden mágnesnek vannak észak-déli póluspárjai, amelyeket nem lehet szétválasztani anélkül, hogy két olyan mágnest hoznánk létre, amelyeknek mindegyike észak-déli póluspárral rendelkezik. A mágneses pólusok nem veszik figyelembe sem az elektromos áram által létrehozott mágnesességet, sem a mágneses mező által a mozgó elektromos töltésekre kifejtett erőt.
A mágneses pólus modell : két ellentétes pólus, északi (+) és déli (-), amelyek d távolságban vannak egymástól, H-mezőt (vonalakat) hoznak létre.
H-mező és mágneses anyagok
A H-mező meghatározása:
H ≡ B μ 0 - M , {\displaystyle \mathbf {H} \ \ \equiv \ {\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} ,} 
(H meghatározása SI-egységben)
Ezzel a definícióval az Ampere-törvény a következőképpen alakul:
∮ 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 }}=\pont \left({\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} \right)\cdot d{\boldsymbol {\ell }}=I_{\mathrm {tot} }-I_{\mathrm {b} }=I_{\mathrm {f} }} 
ahol If a hurok által körülvett "szabad áramot" jelenti, így a H vonalintegrálja egyáltalán nem függ a kötött áramoktól. Ennek az egyenletnek a differenciál egyenértékét lásd a Maxwell-egyenleteknél. Ampere törvénye a peremfeltételhez vezet:
H 1 , ∥ - H 2 , ∥ = K f , {\displaystyle H_{1,\parallel }-H_{2,\parallel }=\mathbf {K} _{\text{f}}},} 
ahol Kf a felületi szabadáram-sűrűség.
Hasonlóképpen, a H felszíni integrálja bármely zárt felületen független a szabad áramtól, és a zárt felületen belül a "mágneses töltéseket" választja ki:
∮ 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} =\pont _{S}(\mathbf {B} -\mu _{0}\mathbf {M} )\cdot \mathrm {d} \mathbf {A} =(0-(-q_{M}))=q_{M},} 
amely nem függ a szabad áramlásoktól.
A H-mező tehát két független részre osztható:
H = H 0 + H d , {\displaystyle \mathbf {H} =\mathbf {H} _{0}+\mathbf {H} _{d},\,} 
ahol H0 a csak a szabad áramok által okozott mágneses tér, Hd pedig a csak a kötött áramok által okozott demagnetizáló tér.
A mágneses H-mező ezért a kötött áramot "mágneses töltések" formájában alakítja át. A H-mező vonalai csak a "szabad áram" körül hurokszerűen haladnak, és a mágneses B-mezővel ellentétben a mágneses pólusok közelében is kezdődik és végződik.
Kapcsolódó oldalak
Kérdések és válaszok
K: Mi az a mágneses mező?
V: A mágneses mező az a mágnes körüli terület, ahol a mozgó elektromos töltések hatására mágneses erő hat.
K: Hogyan lehet meghatározni egy mágnes erősségét?
V: A mágnes erősségét a mágneses vonalak közötti távolság alapján lehet meghatározni - minél közelebb vannak egymáshoz, annál erősebb a mágnes.
K: Mi történik, ha a részecskék mágneses mezőt érnek?
V: Amikor a részecskék megérintik a mágneses mezőt, erőt kapnak tőle.
K: Mit jelent az, hogy valaminek saját energiája és lendülete van?
V: A saját energia és lendület azt jelenti, hogy valaminek saját tulajdonságai vannak, amelyek lehetővé teszik, hogy más tárgyaktól vagy erőktől függetlenül mozogjon vagy cselekedjen.
K: Hogyan mérjük a mágneses mező erősségét?
V: A mágneses térerősséget teslaxban (SI mértékegység) vagy gaussban (cgs mértékegység) mérik.
K: Ki alkotta meg az elektromágnesesség törvényét?
V: Michael Faraday alkotta meg az elektromágnesesség törvényét.
K: Mi történik, ha vaspelyheket helyezünk egy mágnes közelébe?
V: Amikor a vaspelyheket egy mágnes közelébe helyezzük, azok elmozdulnak és fluxusvonalakba rendeződnek, amelyek jelzik a mágneses mező irányát és erősségét.
