恆定磁場

基本特性

恆定電流產生的磁稱為恆定磁場，或稱為靜磁場。用來描述磁場的基本物理量是磁感應強度矢量。研究恆定磁場必須確定其磁感應強度矢量、散度、旋度。

由恆定磁場的基本實驗定律——安培實驗定律來推導出一系列的磁場物理量和相關的結論。

恆定電流周圍空間中存在的一種特殊形態的物質。

磁場的基本特徵是對置於其中的電流有力的作用。永久磁鐵的磁場也是恆定磁場。按照A.-M.安培給定的概念，這種磁場可以看作是由分子尺度上的等效電流所引起的。

磁場可以用磁力線描述。

若認為磁場是由電流產生的，按照畢奧-薩伐爾定律，磁力線都是閉合曲線，這一性質稱為磁通連續性定理。其數學表示式為

式中C為任一閉合面，即穿出任一閉合面的磁通代數和為零，迴路上任一電流源Idl所在的點稱為源點，其位置矢量用

表示，需要計算磁感應強度B的點稱為場點，其位置矢量用r表示。

上式的微分形式是

·B=0，式中

為散度算符。這是磁場的基本性質之一，稱為無散性。

磁場對在其中的磁介質產生磁化作用，即在磁場的作用下介質中出現分子電流。

總的磁場由自由電流與分子電流共同產生。

永磁鐵本身有自發的磁化，因而不需要外界自由電流也能產生磁場。

磁介質的磁化程度用磁化強度M表征。可定義磁場強度H 為 H=B/μ0－M或 B=μ0H+M=μH後式稱為磁介質的本構方程。式中 μ為磁介質的磁導率。將μ寫為μ0μr，μ0為真空磁導率，μr為磁介質的相對磁導率。

描述磁場強弱和方向的基本物理量。是矢量，常用符號B表示。磁感應強度也被稱為磁通量密度或磁通密度。在物理學中磁場的強弱使用磁感強度（也叫磁感應強度）來表示，磁感強度大表示磁感強；磁感強度小，表示磁感弱。

這個物理量之所以叫做磁感應強度，而沒有叫做磁場強度，是由於歷史上磁場強度一詞已用來表示另外一個物理量了。

電荷在電場中受到的電場力是一定的，方向與該點的電場方向相同或者相反。電流在磁場中某處所受的安培力，與電流在磁場中放置的方向有關，當電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等於零；當電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大。

磁場強度H沿閉合迴路的積分，等於穿過該迴路所限定的面上的自由電流。這裡迴路的方向與電流的正向按右螺旋規則選定。這一性質表示為這就是安培環路定律。

×H=J式中J 為自由電流密度。

此式及上式表明，磁場屬於有旋場。

對於有旋場，根據數學理論可以引入矢量位函式A來描述，稱A為矢量磁位，它滿足 B=

×A。

但是，由上式並不能唯一地決定A，因此對恆定磁場還時常限定

·A=0。

在均勻、各向同性、線性的磁介質中有

2A=－μJ根據磁場中的J和邊界條件求出A和B以通過上式計算磁場。