PDF (1 MB) - FMI

6.4. SUSKEPTIIVISUUS JA PERMEABILITEETTI 77virtajakautumiin, eikä todellisista eristetyistä magneettisista monopoleistaole havaintoja. Nyt Ampèren laissa on tärkeä huomioida kaikki sähkövirrat∇×B = µ 0 (J + J M ) (6.21)missä J kuvaa varausten siirrokseen liittyvää vapaata virtaa. Tämä päteekaikkialla muualla kuin pintavirtaa ylläpitävän kappaleen pinnalla. Ottamallahuomioon relaatio J M = ∇×M, saadaan tästä∇×H = J (6.22)Siis H-kentän pyörteet aiheutuvat vain vapaiden varausten kuljettamastavirrasta. Magneettisten ongelmien ratkomiseen tarvitaan tämän lisäksi tietenkin∇·B = 0, reunaehdot ja kokeellinen rakenneyhtälö B:n ja H:n välille.Integraalimuodossa H:lle pätee∫∫∮I = J · n dS = ∇×H · n dS = H · dl (6.23)SSeli magneettikentän voimakkuuden integraali pitkin suljettua lenkkiä onyhtä suuri kuin varausten kuljettama kokonaisvirta lenkin läpi.C6.4 Suskeptiivisuus ja permeabiliteettiKenttien B ja H välinen suhde riippuu väliaineen ominaisuuksista samaantapaan kuin kenttien D ja E yhteys. Magneettiset aineet ovat yleensä niinmonimutkaisia, että rakenneyhtälö on määritettävä kokeellisesti. Suurellejoukolle aineita (LIH) yhteys on muotoaM = χ m H (6.24)missä kerroin χ m on magneettinen suskeptiivisuus. Epäisotrooppisellemutta lineaariselle väliaineelle χ m on tensori, epälineaarisessa väliaineessase riippuu lisäksi magneettikentästä. Tällä kurssilla rajoitutaan isotrooppisiinmagneettisiin väliaineisiin. SI-yksiköissä magneettinen suskeptiivisuuson dimensioton suure (sähköisen χ:n dimensio on sama kuin ɛ 0 :n).Jos χ m > 0, väliaine vahvistaa ulkoista magneettivuon tiheyttä ja ainettakutsutaan paramagneettiseksi. Jos taas χ m < 0, magneettivuon tiheysheikkenee ja aine on diamagneettista. Sekä paramagneettisilla että diamagneettisillaaineilla magneettinen suskeptiivisuus on pieni: |χ m |≪1.Kenttien M ja H välinen lineaarinen yhteys merkitsee, että myös kenttienB ja H välinen rakenneyhtälö on lineaarinenB = µ 0 (1 + χ m )H ≡ µH (6.25)missä µ on väliaineen permeabiliteetti. Aineiden magneettisia ominaisuuksiatarkastellaan hieman enemmän luvussa 10.