champ H

Le champ H est un champ vectoriel qui décrit la force motrice magnétique produite uniquement par les courants électriques, dépouillée de toute influence du matériau dans lequel ces courants circulent. Dans les unités SI, il est mesuré en ampères par mètre (A/m). Il répond à la question : quelle influence magnétique existerait si nous ignorions la façon dont le matériau lui-même répond magnétiquement ? La quantité associée, le champ B (densité de flux magnétique), indique le résultat magnétique complet après que le matériau a réagi, y compris sa perméabilité.

Dans l'espace libre, H et B sont liés par une constante simple : B est égal à mu-zéro fois H, où mu-zéro est la perméabilité de l'espace libre (environ 1,257 × 10−6 henry par mètre). À l'intérieur d'un matériau de perméabilité mu, la relation devient B est égal à mu fois H. Cette distinction est importante car différents matériaux ferromagnétiques, différents alliages, différentes températures et différentes histoires magnétiques produiront des champs B différents à partir du même champ H. H est l'entrée ; B est ce que vous mesurez ou ce qui vous intéresse réellement en pratique.

Où le champ H apparaît dans le travail réel

Dans la conception de transformateurs, l'enroulement de bobines et l'analyse de circuits magnétiques, les ingénieurs spécifient le champ H pour éviter toute confusion entre la force magnétisante (qui ne dépend que du courant et de la géométrie) et la densité de flux résultante (qui dépend également du matériau du noyau et de la saturation). Dans les matériaux ferromagnétiques utilisés dans les machines tournantes, les aimants permanents ou le blindage magnétique, le champ H vous indique à quel point vous poussez magnétiquement ; le champ B vous indique comment le matériau réagit. Cette séparation devient critique lorsque les matériaux saturent, perdent leur perméabilité ou présentent une hystérésis.

Le terme provient d'une convention historique en électromagnétisme, où H a été introduit pour gérer la complexité de la magnétisation dans les matériaux. Le nom lui-même est parfois attribué au physicien allemand Hermann von Helmholtz, bien que le choix de la lettre soit devenu arbitraire. Dans les textes plus anciens et les systèmes non-SI, le champ H peut être exprimé en oersteds ou selon différents systèmes d'unités, mais A/m est la norme dans l'ingénierie moderne.

La confusion entre H et B est courante chez les nouveaux venus car les deux décrivent le magnétisme, mais ils répondent à des questions différentes. H est ce que vous appliquez ; B est ce que vous obtenez. Dans le vide ou l'air, cette distinction est triviale. Dans le fer, le nickel ou les alliages magnétiques spécialisés, elle est essentielle.