Curenti liberi si campul H

Curenti liberi si campul

S-a constatat ca sursele campului magnetic total dintr-un material magnetizat sunt curentii de conductie si curentii de magnetizare. Curentii de conductie sunt datorati miscarii electronilor liberi in metale. Acestia se mai numesc si curenti liberi.

Curentii de magnetizare sunt produsi de miscarea electronilor din atomi sau molecule, fiind numiti curenti legati.

In stabilirea legii lui Ampére s-au avut in vedere numai curentii liberi. Pentru aplicarea legii mediilor magnetizate trebuie tinut seama de faptul ca:

(60)

In madiile magnetizate teorema Ampére capata forma:

(61)

Cum , se obtine :

(62)

Se poate defini o noua marime, caracteristica campului magnetic, ale carei surse sunt doar curentii liberi:

(63)

numita intensitate a campului magnetic. Cum si au aceeasi dimensiune, unitatea de masura va fi aceeasi: A/m.

Inlocuind (63) in (62) se obtine:

(64)

relatie ce constituie forma locala a teoremei lui Ampére. Forma integrala se obtine aplicand teorena Stokes:

(65)

unde I_liber este intensitatea curentului liber cuprins in conturul de integrare C.

Revenind la sistemul studiat in paragraful precedent compus dintr-un cilindru si un solenoid, s-a stabilita ca legatura dintre vectorii este:

(66)

si comparand cu (59) se obtine ca inductia magnetica in interiorul solenoidului gol este:

(67)

Materialele pentru care magnetizarea este direct proportionala si paralela cu , adica

(68)

se numesc materiale magnetice liniare, omogene si izotrope. Constanta de proportionalitate adimensionala se numeste susceptivitate magnetica. Cu aceasta relatia (66) devine:

(69)

A fost introdusa marimea adimensionala:

numita permeabilitate magnetica relativa a mediului magnetic, iar este permeabilitatea absoluta a mediului magnetic.

Pentru majoritatea materialelor magnetice liniare si izotrope, . Susceptibilitatea magnetica poate fi pozitiva sau negativa. Daca materialul se numeste diamagnetic, iar daca materialul se numeste paramagnetic. Mediile feromagnetice nu sunt liniare.

Pentru materiale liniare, omogene si izotrope, este constanta de material. Tinand cont ca densitatea curentilor liberi este nula in material si luand divergenta expresiei (69) se obtine:

(70)

Luand divergenta relatiei (68) se obtine, pentru materiale liniare, omogene si izotrope:

(71)

Relatia (71) poate fi interpretata ca fiind conditia necesara si suficienta ca materialul sa fie liniar, omogen si izotrop.