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本ページでは、E-B対応において、磁場\(\boldsymbol H\)と磁束密度\(\boldsymbol B\)の違いについてまとめる。
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前ページでは、E-B対応における構成方程式
を求め、源場である磁場\(\boldsymbol H\)と力場である磁束密度\(\boldsymbol B\)の関係が磁化\(\boldsymbol M\)を介して得られることを確認した。
内容
磁場と磁束密度の違い(E-B対応)
E-B対応(以前のページを参照)における磁場と磁束密度の違いについて、これまでのページの内容をまとめる。
離れた2つの電流の間に力が働くとき、電磁気学では直接的に力が働くと考えるのではなく、「①電流が源場を作る」、｢②源場から力場が生じる｣、「③力場が電流に力を与える」という3ステップで力が働くと考える。
自由電流が作る源場を磁場\(\boldsymbol H\)といい、電流に力を与える力場を磁束密度\(\boldsymbol B\)という。磁場\(\boldsymbol H\)は
と定義され、磁束密度\(\boldsymbol B\)は
と定義される。
自由電流からは磁気力線という仮想的な線が出ており、単位面積あたりの磁気力線が磁場\(\boldsymbol H\)である。自由電流または磁化電流からは磁束という仮想的な線が出ており、単位面積あたりの磁束が磁束密度\(\boldsymbol B\)である。
磁場\(\boldsymbol H\)は自由電流のみしか考えないが、磁束密度\(\boldsymbol B\)は自由電流と磁化電流の両方を考える。自由電流のコントロールは容易であったため源場である磁場\(\boldsymbol H\)は自由電流のみを考えた一方、電流に働く力は単純に磁場\(\boldsymbol H\)だけで決定されず、磁性体の有無や磁性体の種類によって変わっていたため、電流に働く力として力場である磁束密度\(\boldsymbol B\)が考えられた。
磁束密度\(\boldsymbol B\)と磁場\(\boldsymbol H\)の関係は、磁磁化\(\boldsymbol M\)を用いた構成方程式
または、透磁率\(\mu\)を用いた次の式
で結ばれている。
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次ページでは、E-H対応において、静電場と静磁場の類似点も相違点について述べる。
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