Вектори магнітної індукції В, намагнічуваності М і напруженості манітного поля Н

Магнітне поле прямолінійного провідника зі струмом I характеризується напруженістю магнітного поля (А/м): H = I/(2pr), де r- відстань від провідника до точки, в якій визначається напруженість. Поряд з напруженістю магнітне поле характеризується магнітною індукцією B (Тл), яка визначається для рівномірного поля виразом: B = Ф/S, де S – площа, через яку проходить магнітний потік.

Магнітна стала m₀ (магнітна проникність вакууму) являє собою відношення магнітної індукції до напруженості магнітного поля у вакуумі: m₀=B/Н і є фізичною константою, яка чисельно дорівнює m₀ = 4p×10^-7 Вб/м^2×м/А або Гн/м. Напруженість зовнішнього магнітного поля не залежить від властивостей середовища (речовини), де створюється магнітний потік. Магнітна індукція визначається як напруженістю поля, так і властивостями речовини, що характеризується відносною магнітною проникністю m, яка показує, в скільки разів проникність речовини більша або менша проникності вакууму. Магнітна індукція в речовині:

B = m×m₀×H.

Оскільки будь-який струм створює магнітний момент (А·м²), що визначається формулою , де i – струм, А; S – площа, яка обтікається струмом, м², то електрон, який обертається по орбіті навколо ядра, має деякий орбітальний магнітний момент. Крім того, при русі по орбіті кожний електрон має властивість близьку до властивостей зарядженого тіла, що обертається навколо своєї осі. Цю властивість називають спіном електрона, що зумовлює спіновий магнітний момент (рис.).

У випадку декількох електронів повний або власний магнітний момент атома визначається деякою сумою орбітальних і спінових моментів з урахуванням їх напрямків. Орбітальні і спінові магнітні моменти можуть мати лише один з двох можливих напрямків (узгоджений або протилежний). У тому випадку, коли вони направлені в протилежні боки, магнітні моменти пари електронів взаємно компенсуються. Це явище має місце в будь-якій повністю заповненій оболонці.

Магнітний момент одиниці об’єму речовини називають намагніченістю (А/м): , де åm-сумарний момент атомів, що займають об’єм V. Намагніченість можна розглядати як напруженість, що утворюється мікрострумами електронних оболонок речовини. Тому індукцію в речовині можна уявити як B = m₀×(Н+М).

Часто вектори Н і М мають однаковий напрямок. При цьому можна перейти до скалярного виразу. Якщо винести Н за дужки, отримаємо: