B-Feld und H-Feld in einem Stabmagneten

Kürzlich habe ich mich mit Magnetismus beschäftigt, aber es gibt eine Information, bei der ich hängengeblieben bin. Es besagt, dass die Magnetisierungsrichtung und das H-Feld innerhalb eines Stabmagneten entgegengesetzt sind.

  1. Zuallererst ist meiner Meinung nach ein H-Feld erforderlich, wenn Sie 2 Arten von Strom haben. Das H-Feld wird durch den externen oder gegebenen Strom verursacht, und das Magnetisierungsfeld wird durch magnetische Momente der Atome / Elektronen des Materials verursacht. Dann, wie es sein kann ein H-Feld im Stabmagneten?

2. Angenommen, das H-Feld, über das wir sprechen, ist das Feld, mit dem der Magnet magnetisiert wurde. Dann sollte das Dipolmoment der Atome / Elektronen nicht wie üblich mit dem H-Feld ausgerichtet sein, und daher sollte die Richtung der Magnetisierung gleich sein als H-Feld .

Referenz: Richtung von H und B innerhalb und außerhalb eines Stabmagneten

nicht wie B , H hat sowohl Wirbelquellen (Curl) als auch Polquellen (Divergenz).

Antworten (1)

Magnetfeldquellen : Dies ist aus den Maxwell - Gleichungen ersichtlich:

∇ × H = J + ∂ D ∂ T

Der erste Term auf der rechten Seite gibt die Erzeugung über elektrischen Strom an und der zweite Term über ein oszillierendes elektrisches Feld.

Auch eine sich ändernde Magnetisierung im Raum führt zu einem Magnetfeld:

∇ ⋅ B = ∇ ⋅ ( μ 0 ( H + M ) ) = 0 ⇒ ∇ ⋅ H = − ∇ ⋅ M

Quelle der Magnetisierung : Die Magnetisierung eines Materials stammt tatsächlich von den atomaren Dipolmomenten im Material.

Das Entmagnetisierungsfeld : Dieses Feld ist auch vorhanden, wenn weder Strom noch elektrisches Feld vorhanden sind. Das Entmagnetisierungsfeld ist das Feld, das durch eine Änderung der Magnetisierung erzeugt wird. Beim Stabmagneten wird die Magnetisierung als konstant angenommen (also keine Erzeugung eines Magnetfeldes im Stabmagneten). Außerhalb des Stabmagneten findet keine Magnetisierung und damit auch keine Magnetisierungsänderung statt (auch keine Magnetfelderzeugung außerhalb des Magneten). Nun kommt es, an den Enden des Magneten (Nord- und Südpol), zu einer deutlichen und abrupten Änderung der Magnetisierung (weil im Inneren des Materials Magnetisierung vorhanden ist, aber nicht außerhalb). Diese abrupte Änderung der Magnetisierung dient als Magnetfeldquelle (erinnern Sie sich ∇ ⋅ H = − ∇ ⋅ M ).

Am Nordpol wird das Magnetfeld erzeugt (negativer Magnetisierungsgradient), während am Südpol das Magnetfeld eliminiert wird (positiver Magnetisierungsgradient). Zwischen den beiden Enden des Stabmagneten gab es keine Änderung, also sollte das Magnetfeld erhalten bleiben. Aus der Maxwell-Gleichung lässt sich also das Magnetfeld eines Stabmagneten berechnen. Das innere Feld wird als Entmagnetisierungsfeld und das äußere als Streufeld bezeichnet. Beide Felder verlaufen vom Nordpol zum Südpol. Das Feld außerhalb des Magneten (das Streufeld) ist das Feld, das wir erfahren und das wir verwenden, wenn wir mit einem Stabmagneten arbeiten.

Prinzip der Polvermeidung : Tatsächlich wird das Magnetfeld im Inneren des Stabmagneten immer gegen die Magnetisierung zeigen. Das Entmagnetisierungsfeld führt zu einer Energieerhöhung. Daher ist die Natur immer bestrebt, die Amplitude dieses Feldes zu minimieren. Dies kann erreicht werden, indem die Magnetisierung entlang der längsten Achse des Materials angeordnet wird.

B-Feld und H-Feld in einem Stabmagneten
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