补充:评论区提到铁芯线圈和铁芯的铁芯气隙,B相同但H不同,这似乎与此说法相矛盾,解释如下:我说磁场强度H可以看作是空隙空间中自由电流产生的磁场, 而这个观点的前提是,H是且只有I在空隙空间中产生的磁场,默认的H只有一个涡流源,即自由电流密度J,没有发散源,即▽。 H=0,H的发散度为0,H为简单涡场磁感应强度单位, 只有涡流源是自由电流密度J,在这种情况下,气隙的存在使H具有发散性,从而破坏了这一前提条件。为什么气隙的存在使 H 的散度不为 0?因为H▽.H=▽.(B/u)=(1/u)▽的散度。 B+B.▽(1/u)=B.▽(1/u),一般满足▽。 H=0,例如,对于无限均质物质 ▽(1/u)=0,则 ▽。 H=0;或者如果存在一个接口,但接口平行于B,则▽(1/u)不是0,而是▽(1/u)垂直于B的方向,两者的点积为0,所以▽。 H=0。在这两种情况下,也就是说,在大多数情况下,我原来的答案是正确的,但是在气隙的情况下,由于气隙和铁芯之间的界面垂直于B,因此磁导率u分布不均匀,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。所以我说的H是I在空隙空间中产生的磁场,默认H只有一个涡流源,即自由电流,没有发散源,即▽。 H=0。这就是为什么麦克斯韦方程组使用▽。 B=0,而不是▽。 H=0表示磁场不色散,因为B的散度常数为零,只有涡旋,而H的散度不一定为零。
其实,如果从叠加原理的角度来看,我原来的答案无论如何都是有效的。即使气隙和铁芯的界面处存在发散源H,它产生的发散场H1,以及自由电流产生的涡场H2磁感应强度单位,两者的矢量和就是总H,我原来的答案只针对涡场H2, 而且仍然没有问题。
对于铁芯气隙问题,一般采用H的安培回路定律,通过结合界面处B的法向分量来连续求解。H的安培环定律不受影响。
对于时变场,从虚空空间的角度来理解它们更有利。H的涡源不仅包括自由电流密度J,还包括空隙空间中电场D(电位移矢量)的时间变化率。这里就不赘述了。