Magnetno polje
Magnetno polje je območje okoli magneta, v katerem deluje magnetna sila. Gibajoči se električni naboji lahko ustvarijo magnetno polje. Magnetna polja so običajno vidna s črtami magnetnega toka. Smer magnetnega polja je vedno razvidna iz smeri črt magnetnega toka. Moč magneta je povezana s prostori med črtami magnetnega toka. Čim bližje so črte magnetnega toka druga drugi, tem močnejši je magnet. Bolj ko so oddaljene, šibkejše so. Tokovne črte lahko vidimo, če na magnet položimo železne opilke. Železni opilki se premikajo in razvrščajo v črte. Magnetna polja dajejo moč drugim delcem, ki se dotikajo magnetnega polja.
V fiziki je magnetno polje polje, ki poteka skozi prostor in zaradi katerega magnetna sila premika električne naboje in magnetne dipole. Magnetna polja so okoli električnih tokov, magnetnih dipolov in spreminjajočih se električnih polj.
Ko so magnetni dipoli v magnetnem polju, so v eni liniji, njihove osi pa so vzporedne s poljskimi črtami, kot je razvidno iz železnih opilkov, ki so v prisotnosti magneta. Magnetna polja imajo tudi lastno energijo in zagon, pri čemer je gostota energije sorazmerna s kvadratom jakosti polja. Magnetno polje merimo v enotah tesla (enote SI) ali gauss (enote Cgs).
Obstaja nekaj pomembnih vrst magnetnega polja. Za fiziko magnetnih materialov glejte magnetizem in magnet ter natančneje diamagnetizem. Za magnetna polja, ki nastanejo s spreminjanjem električnih polj, glejte elektromagnetizem.
Električno in magnetno polje sta komponenti elektromagnetnega polja.
Zakon o elektromagnetizmu je utemeljil Michael Faraday.
H-polje
Fiziki lahko rečejo, da sta sila in navor med dvema magnetoma posledica medsebojnega odbijanja ali privlačenja magnetnih polov. To je podobno Coulombovi sili, ki odbija enake električne naboje ali privlači nasprotne električne naboje. V tem modelu magnetno polje H ustvarjajo magnetni naboji, ki so "razmazani" okoli vsakega pola. Tako je polje H podobno električnemu polju E, ki se začne pri pozitivnem električnem naboju in konča pri negativnem električnem naboju. V bližini severnega pola so vse črte polja H usmerjene stran od severnega pola (ne glede na to, ali so v magnetu ali zunaj njega), medtem ko so v bližini južnega pola (ne glede na to, ali so v magnetu ali zunaj njega) vse črte polja H usmerjene proti južnemu polu. Severni pol torej čuti silo v smeri H-polja, medtem ko je sila na južnem polu nasprotna H-polju.
V modelu magnetnih polov tvorita osnovni magnetni dipol m dva nasprotna magnetna pola z magnetno močjo qm, ki sta med seboj ločena z zelo majhno razdaljo d, tako da je m = qm d.
Žal magnetna pola ne moreta obstajati ločeno drug od drugega. Vsi magneti imajo pare sever/jug, ki jih ni mogoče ločiti, ne da bi ustvarili dva magneta, od katerih ima vsak par sever/jug. Prav tako magnetni poli ne upoštevajo magnetizma, ki ga ustvarjajo električni tokovi, niti sile, s katero magnetno polje deluje na premikajoče se električne naboje.
Model magnetnega pola : dva nasprotna pola, severni (+) in južni (-), ločena z razdaljo d, ustvarjata polje H (črte).
H-polje in magnetni materiali
Polje H je opredeljeno kot:
H ≡ B μ 0 - M , {\displaystyle \mathbf {H} \ \equiv \ {\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} ,} 
(definicija H v enotah SI)
S to definicijo Amperov zakon postane:
∮ 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 }}=\toint \left({\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} \right)\cdot d{\boldsymbol {\ell }}=I_{\mathrm {tot} }-I_{\mathrm {b} }=I_{\mathrm {f} }} 
kjer If predstavlja "prosti tok", ki ga omejuje zanka, tako da linijski integral H sploh ni odvisen od vezanih tokov. Za diferencialni ekvivalent te enačbe glej Maxwellove enačbe. Amperov zakon vodi do mejnega pogoja:
H 1 , ∥ - H 2 , ∥ = K f , {\displaystyle H_{1,\parallel }-H_{2,\parallel }=\mathbf {K} _{\text{f}},} 
kjer je Kf površinska gostota prostega toka.
Podobno je površinski integral H na poljubni zaprti površini neodvisen od prostih tokov in izbere "magnetne naboje" znotraj te zaprte površine:
∮ 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} =\oint _{S}(\mathbf {B} -\mu _{0}\mathbf {M} )\cdot \mathrm {d} \mathbf {A} =(0-(-q_{M}))=q_{M},} 
ki ni odvisna od prostih tokov.
Polje H lahko torej razdelimo na dva neodvisna dela:
H = H 0 + H d , {\displaystyle \mathbf {H} =\mathbf {H} _{0}+\mathbf {H} _{d},\,} 
pri čemer je H0 magnetno polje, ki ga povzročajo le prosti tokovi, Hd pa je razmagneteno polje, ki ga povzročajo le vezani tokovi.
Magnetno polje H torej preoblikuje vezani tok v obliki "magnetnih nabojev". Črte polja H se vrtijo le okoli "prostega toka" in se za razliko od magnetnega polja B začnejo in končajo tudi v bližini magnetnih polov.
Sorodne strani
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je magnetno polje?
O: Magnetno polje je območje okoli magneta, v katerem deluje magnetna sila, ki jo ustvarjajo premikajoči se električni naboji.
V: Kako lahko določimo moč magneta?
O: Moč magneta lahko določimo tako, da pogledamo prostore med črtami magnetnega toka - bližje ko so skupaj, močnejši je magnet.
V: Kaj se zgodi, ko se delci dotaknejo magnetnega polja?
O: Ko se delci dotaknejo magnetnega polja, dobijo od njega energijo.
V: Kaj pomeni, da ima nekaj svojo lastno energijo in zagon?
O: Imeti lastno energijo in zagon pomeni, da ima nekaj lastne lastnosti, ki omogočajo, da se giblje ali deluje neodvisno od drugih predmetov ali sil.
V: Kako izmerimo moč magnetnega polja?
O: Moč magnetnega polja se meri v enotah tesla (enote SI) ali gauss (enote Cgs).
V: Kdo je utemeljil zakon o elektromagnetizmu?
O: Michael Faraday je utemeljil zakon o elektromagnetizmu.
V: Kaj se zgodi, če železne opilke postavimo v bližino magneta?
O: Ko železne opilke postavimo v bližino magneta, se premaknejo in se uredijo v tokovne črte, ki kažejo smer in jakost magnetnega polja.
