자기장 B와 H의 이해

자기장을 나타내는 B와 H는 매우 헷갈리는 개념이다. 물리적으로 실제하는 물리량은 B이다.

 

다음 그림과 같이 진공 중 자기장 B가 있다고 하자.

 

 

이 때 H를 다음과 같이 정의한다. 이와 같이 정의하는 이유는 다음을 보면 이해할 수 있다.

 

다음 그림과 같이 물질에 외부에서 자기장 B₀을 인가하면 물질이 자성을 띄게 된다. 외부에서 인가되는 자기장 B₀과 물질의 자성 M이 더해져 전체 자기장 B가 된다.

 

 

앞에서 진공 중에서 H를 정의했지만 물질이 있는 상태로 확장해서 H는 다음 식과 같이 정의한다.

 

H를 위와 같이 정의하는 이유는 다음과 같다.

 

위 식을 정리하면 다음 식과 같다.

H에서 μ₀를 곱하면 물질 외부에서 인가 하는 자기장이 된다. 즉, 물질이 있는 상태에서 자기장 B를 측정했을 때  μ₀H는 물질의 자성을 제외한 외부에서 인가한 자기장이 된다. μ₀M는 물질이 만드는 자기장으로 Magnetic Polarization이라고 한다.

 

M이 H에 비례할 때 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, μ_r는 물질의 비투자율 이다.

 

비투자률 μ_r인 물질이 있는 상태에서 자기장 B를 측정했을 때, 다음 식과 같이 측정된 자기장 B에서 물질의 비투자율 μ_r 을 나누면 외부에서 인가되는 자기장 B₀을 구할 수 있다.

 

☞ B와 H의 차이