Magnetväli
Magnetväli on magnetit ümbritsev ala, milles on magnetiline jõud. Liikuvad elektrilaengud võivad tekitada magnetvälja. Magnetväljad on tavaliselt nähtavad magnetvoolujoonte järgi. Magnetvälja suunda näitab alati magnetvoojoonte suund. Magneti tugevus on seotud magnetvoojoonte vaheliste ruumidega. Mida lähemal on magnetvoolikud üksteisele, seda tugevam on magnet. Mida kaugemal nad on, seda nõrgemad. Voolujooned on nähtavad, kui asetada rauajäätmeid magneti kohale. Rauapuru liigub ja paigutub joontesse. Magnetväljad annavad jõudu teistele osakestele, mis puutuvad magnetväljaga kokku.
Füüsikas on magnetväli väli, mis läbib ruumi ja mis paneb magnetilise jõu abil liikuma elektrilaenguid ja magnetilisi dipoole. Magnetväljad on elektrivoolude, magnetiliste dipoolide ja muutuvate elektriväljade ümber.
Magnetvälja paigutamisel on magnetilised dipoolid ühel joonel, mille teljed on paralleelsed väljajoontega, nagu on näha, kui rauakillud on magnetiga koos. Magnetväljadel on ka oma energia ja impulss, mille energiatihedus on võrdeline välja intensiivsuse ruuduga. Magnetvälja mõõdetakse ühikutes teslas (SI-ühikud) või gauss (cgs-ühikud).
On olemas mõned märkimisväärsed magnetvälja liigid. Magnetiliste materjalide füüsika kohta vt magnetism ja magnet, täpsemalt diamagnetism. Elektrivälja muutmise teel tekkivate magnetväljade kohta vt elektromagnetism.
Elektriväli ja magnetväli on elektromagnetvälja komponendid.
Elektromagnetismi seaduse rajas Michael Faraday.
H-väli
Füüsikud võivad öelda, et kahe magneti vaheline jõud ja pöördemoment on põhjustatud magnetpooluste vastastikusest vastastikusest tõmbumisest või tõmbumisest. See on nagu Coulombi jõud, mis tõmbab samu elektrilaenguid tagasi või tõmbab vastandlikke elektrilaenguid ligi. Selles mudelis tekitatakse magnetiline H-väli magnetlaengute poolt, mis on iga pooluse ümber "määrdunud". Seega on H-väli nagu elektriväli E, mis algab positiivsest elektrilaengust ja lõpeb negatiivse elektrilaengu juures. Põhjapooluse lähedal osutavad kõik H-välja jooned põhjapoolusest eemale (kas magneti sees või väljaspool), samas kui lõunapooluse lähedal (kas magneti sees või väljaspool) osutavad kõik H-välja jooned lõunapooluse poole. Põhjanaelale mõjub seega jõud H-välja suunas, samas kui lõunapoolusele mõjuv jõud on H-väljaga vastupidine.
Magnetpooluse mudelis moodustavad elementaarse magnetilise dipooli m kaks vastandlikku magnetpoolust, mille pooluse tugevus qm on väga väikese vahemaaga d eraldatud, nii et m = qm d.
Kahjuks ei saa magnetpoolused üksteisest lahus eksisteerida. Kõigil magnetitel on põhja/lõuna paarid, mida ei saa eraldada, ilma et tekiks kaks magnetit, millel mõlemal on põhja/lõuna paar. Magnetpoolused ei arvesta ka magnetismi, mida tekitavad elektrivoolud, ega jõudu, mida magnetväli avaldab liikuvatele elektrilaengutele.
Magnetpooluse mudel : kaks vastandlikku poolust, põhja- (+) ja lõunapoolus (-), mis on eraldatud vahemaaga d, tekitavad H-välja (jooned).
H-väli ja magnetilised materjalid
H-väli on määratletud järgmiselt:
H ≡ B μ 0 - M , {\displaystyle \mathbf {H} \ \equiv \ {\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} ,} 
(H määratlus SI-ühikutes)
Selle määratluse korral muutub Ampere'i seadus järgmiselt:
∮ 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 }}=\point \left({\frac {\mathbf {B} }{\mu _{0}}}-\mathbf {M} \right)\cdot d \boldsymbol {\ell }}=I_{\mathrm {tot} }-I_{\mathrm {b} }=I_{\mathrm {f} }} 
kus If kujutab endast silmusega ümbritsetud "vaba voolu", nii et lineaarintegraal H ei sõltu üldse seotud vooludest. Selle võrrandi diferentsiaalekvivalendi kohta vt Maxwelli võrrandid. Ampere'i seadusest tuleneb piirtingimus:
H 1 , ∥ - H 2 , ∥ = K f , {\displaystyle H_{1,\parallel }-H_{2,\parallel }=\mathbf {K} _{\text{f}},} 
kus Kf on pinna vaba voolutihedus.
Samamoodi on pinnaintegraal H mis tahes suletud pinnal sõltumatu vabadest vooludest ja toob välja "magnetilised laengud" selle suletud pinna sees:
∮ 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} =\point _{S}(\mathbf {B} -\mu _{0}\mathbf {M} )\cdot \mathrm {d} \mathbf {A} =(0-(-q_{M}))=q_{M},} 
mis ei sõltu vabavooludest.
H-välja võib seega jagada kaheks sõltumatuks osaks:
H = H 0 + H d , {\displaystyle \mathbf {H} =\mathbf {H} _{0}+\mathbf {H} _{d},\,} 
kus H0 on rakendatud magnetväli, mis tuleneb ainult vabadest vooludest, ja Hd on demagnetiseeriv väli, mis tuleneb ainult seotud vooludest.
Magnetiline H-väli muudab seega seotud voolu "magnetiliste laengute" mõistes. H-välja jooned moodustavad silmuse ainult "vaba voolu" ümber ning erinevalt magnetilisest B-väljast algab ja lõpeb see ka magnetpooluste läheduses.
Seotud leheküljed
Küsimused ja vastused
K: Mis on magnetväli?
V: Magnetväli on magnetit ümbritsev ala, kus on magnetiline jõud, mis on loodud liikuvate elektrilaengute poolt.
K: Kuidas saab määrata magneti tugevust?
V: Magneti tugevust saab kindlaks teha, vaadates magnetvoogude joonte vahelisi vahed - mida tihedamalt need on, seda tugevam on magnet.
K: Mis juhtub, kui osakesed puutuvad kokku magnetväljaga?
V: Kui osakesed puudutavad magnetvälja, saavad nad sellest jõudu.
K: Mida tähendab see, et millelgi on oma energia ja impulss?
V: Oma energia ja impulsi omamine tähendab, et millelgi on oma omadused, mis võimaldavad tal liikuda või tegutseda teistest objektidest või jõududest sõltumatult.
K: Kuidas mõõdetakse magnetvälja tugevust?
V: Magnetvälja tugevust mõõdetakse teslas (SI-ühikud) või gauss'is (cgs-ühikud).
K: Kes pani aluse elektromagnetismi seadusele?
V: Michael Faraday rajas elektromagnetismi seaduse.
K: Mis juhtub, kui rauakillud asetatakse magneti lähedusse?
V: Kui rauakillud asetatakse magneti lähedusse, liiguvad need ja paigutuvad voolujooneteks, mis näitavad magnetvälja suunda ja tugevust.