Magneettikentän voimakkuus

Magneettikentän voimakkuus (tunnus H) on magnetismia kuvaava vektorisuure, jota SI-järjestelmässä mitataan yksiköllä ampeeri per metri (A/m). Magneettikentän voimakkuus määritellään analogisesti sähkökentän voimakkuuden kanssa eli voimana, jonka magneettikenttä kohdistaa yksikköpohjoisnapaa kohti:

$\mathbf {H} ={\frac {\mathbf {F} }{p}}.$

Magneettikentän suunta on se suunta, johon yksittäinen vapaa, magneettinen pohjoinen napa kentässä liikkuisi. Monissa fysiikan oppikirjoissa magneettikentän voimakkuutta ei käytetä hyödyksi lainkaan, vaan magneettikenttää kuvataan magneettivuon tiheydellä B, jota myös monesti kutsutaan magneettikentäksi. Magneettivuon tiheyttä ja magneettikentän voimakkuutta yhdistää lineaarisessa, isotrooppisessa aineessa seuraava yhtälö, jossa on mukana myös väliaineen permeabiliteetti μ:

$\mathbf {B} =\mu \mathbf {H} .$

Tyhjiön permeabiliteetti eli magneettivakio on $\mu _{0}=4\pi \cdot 10^{-7}\ {\frac {\text{Vs}}{\text{Am}}}$. Jos siis tyhjiössä magneettikentän voimakkuus on 1 A/m, on magneettivuon tiheys 4π · 10⁻⁷ teslaa.

Virtajohtimen aiheuttama magneettikentän voimakkuus voidaan laskea esimerkiksi Ampèren lailla. Magneettipiirissä (esimerkiksi muuntajan sydämessä) magneettikentän voimakkuus voidaan laskea kierrosmäärän N ja virran I tulon suhteesta magneettipiirin pituuteen l. Seuraavassa kaavassa esiintyvää termiä N·I kutsutaan myös magnetomotoriseksi voimaksi (mmv):

$H={\frac {NI}{l}}.$

Magneettikentän voimakkuutta on aiemmin mitattu myös cgs-järjestelmän yksiköllä örsted (tunnus Oe): 1 Oe = 1 000/(4π) A/m eli noin 79,577 A/m. Örstediä käytettäessä kenttävoimakkuus oli tyhjiössä lukuarvoltaan yhtä suuri kuin magneettivuon tiheys maxwelleina.

Jonkin magneettisen kentän aiheuttavan pienikokoisen lähteen ympärillä magneettikenttä pienenee etäisyyden kasvaessa suhteessa etäisyyden kuutioon. Kaksinkertaisella etäisyydellä kohteesta kenttä on siis pienentynyt kahdeksasosaan.

Katso myös

• Sähköisten suureiden analogiat
• Maxwellin yhtälöt
• Sähkökentän voimakkuus

Kirjallisuutta

• Lindell, Ismo; Sihvola, Ari: Sähkömagneettinen kenttäteoria 1. Staattiset kentät. Helsinki: Otatieto, 2013. ISBN 978-951-672-354-2.
• Voipio, Erkki: Sähkö- ja magneettikentät. Moniste 381. Espoo: Otakustantamo, 1987. ISBN 951-672-038-2.