Campo H: Intensidad de Campo Magnético y Susceptibilidad Magnética

El Campo H

En la lección anterior se estableció que las fuentes de B eran las corrientes libres de portadores de carga. Sin embargo, acabamos de ver que la imanación de un material produce también corrientes cautivas equivalentes que son fuente, a su vez, de campo magnético. Por tanto, parece claro que la generalización de la expresión ∇∧B=μ₀J, obtenida para corrientes libres, se puede conseguir incluyendo en J tanto las corrientes libres como las cautivas inducidas en los materiales.

Si J representa la densidad total de corriente en un punto, la representaremos como suma de la densidad de corriente libre, J_f, y de la densidad de corriente de imanación, J_m:

J = J_f + J_m

El vector H recibe el nombre de intensidad de campo magnético o sencillamente campo H. La razón de su introducción está en que su rotacional sólo depende de la densidad de corriente libre, que es la que normalmente se puede controlar con los generadores de corriente.

Teniendo en cuenta ∇∧H=J_f, se puede obtener una forma integral de la ley de Ampère para H

∮_Γ H·dl = I_{f enc}

Donde I_{f enc} es la corriente libre neta encerrada por Γ.

Susceptibilidad y Permeabilidad Magnéticas

En materiales diamagnéticos y paramagnéticos la imanación se mantiene por el campo B. De hecho para muchas sustancias la imanación es proporcional al campo aplicado. Esta proporcionalidad se suele escribir en función de H como M=χ_mH. Los materiales que cumplen esta relación se denominan lineales. χ_m se denomina susceptibilidad magnética del material. En materiales isótropos este coeficiente adimensional de proporcionalidad entre H y M es un escalar. Si además χ_m es constante, el material se denomina L.I.H. (lineal, isótropo y homogéneo).

Donde K_m=1+χ_m es la permeabilidad magnética relativa y μ la permeabilidad del material.

La relación B=μH, denominada relación de constitución, es análoga a la encontrada en electrostática para el vector D y el campo E.

Para los materiales Diamagnéticos K_m≤1 (χ_m es un número negativo muy pequeño)

Para los materiales Paramagnéticos K_m≥1 (χ_m es un número positivo muy pequeño)

Para los materiales Ferromagnéticos K_m>> 1 (χ_m es un número positivo grande)