補充:評論區提到鐵芯線圈和鐵芯的鐵芯氣隙,B相同但H不同,這似乎與此說法相矛盾,解釋如下:我說磁場強度H可以看作是空隙空間中自由電流產生的磁場, 而這個觀點的前提是,H是且只有I在空隙空間中產生的磁場,默認的H只有一個渦流源,即自由電流密度J,沒有發散源,即▽。 H=0,H的發散度為0,H為簡單渦場磁感應強度單位, 只有渦流源是自由電流密度J,在這種情況下,氣隙的存在使H具有發散性,從而破壞了這一前提條件。為什么氣隙的存在使 H 的散度不為 0?因為H▽.H=▽.(B/u)=(1/u)▽的散度。 B+B.▽(1/u)=B.▽(1/u),一般滿足▽。 H=0,例如,對于無限均質物質 ▽(1/u)=0,則 ▽。 H=0;或者如果存在一個接口,但接口平行于B,則▽(1/u)不是0,而是▽(1/u)垂直于B的方向,兩者的點積為0,所以▽。 H=0。在這兩種情況下,也就是說,在大多數情況下,我原來的答案是正確的,但是在氣隙的情況下,由于氣隙和鐵芯之間的界面垂直于B,因此磁導率u分布不均勻,并且在垂直界面1/u的方向上存在梯度, 所以 B. ▽(1/u) 不是 0,所以 ▽. H 不是 0。所以我說的H是I在空隙空間中產生的磁場,默認H只有一個渦流源,即自由電流,沒有發散源,即▽。 H=0。這就是為什么麥克斯韋方程組使用▽。 B=0,而不是▽。 H=0表示磁場不色散,因為B的散度常數為零,只有渦旋,而H的散度不一定為零。
其實,如果從疊加原理的角度來看,我原來的答案無論如何都是有效的。即使氣隙和鐵芯的界面處存在發散源H,它產生的發散場H1,以及自由電流產生的渦場H2磁感應強度單位,兩者的矢量和就是總H,我原來的答案只針對渦場H2, 而且仍然沒有問題。
對于鐵芯氣隙問題,一般采用H的安培回路定律,通過結合界面處B的法向分量來連續求解。H的安培環定律不受影響。
對于時變場,從虛空空間的角度來理解它們更有利。H的渦源不僅包括自由電流密度J,還包括空隙空間中電場D(電位移矢量)的時間變化率。這里就不贅述了。