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本ページでは、E-H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-H対応における構成方程式
を求め、源場である磁束密度\(\boldsymbol B\)と力場である磁場\(\boldsymbol H\)の関係が磁気分極\(\boldsymbol P_{\text m}\)を介して得られることを確認する。
内容
磁場と磁束密度の違い(E-H対応)
E-H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つの磁荷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磁荷が源場を作る」、｢②源場から力場が生じる｣、「③力場が磁荷に力を与える」という3ステップで力が働くと考える。
真磁荷が作る源場を磁束密度\(\boldsymbol B\)といい、磁荷に力を与える力場を磁場\(\boldsymbol H\)という。磁束密度\(\boldsymbol B\)は
と定義され、磁場\(\boldsymbol H\)は
と定義される。
磁荷量が\(Q_{\text {mf}}\)の真磁荷からは磁束という仮想的な線が\(Q_{\text {mf}}\)だけ出ており、単位面積あたりの磁束が磁束密度\(\boldsymbol B\)である。磁荷量が\(Q_{\text m}\)の真磁荷または分極磁荷からは磁気力線という仮想的な線が\(Q_{\text m}/\mu_0\)だけ出ており、単位面積あたりの磁気力線が磁場\(\boldsymbol H\)である。
磁束密度\(\boldsymbol B\)は真磁荷のみしか考えないが、磁場\(\boldsymbol H\)は真磁荷と分極磁荷の両方を考える。真磁荷のコントロールは容易であったため源場である磁束密度\(\boldsymbol B\)は真磁荷のみを考えた一方、磁荷に働く力は単純に磁束密度\(\boldsymbol B\)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、磁荷に働く力として力場である磁場\(\boldsymbol H\)が考えられた。
磁束密度\(\boldsymbol B\)と磁場\(\boldsymbol H\)の関係は、磁気分極\(\boldsymbol P_{\text m}\)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。