磁场强度 H 基础背景与定义引入 在电磁学中，磁场强度 H 是一个辅助性物理量，用于描述磁场在介质中的分布，与磁感应强度 B 紧密相关。在真空中，两者关系为 B = μ₀H （μ₀ 为真空磁导率）。但在介质中，由于存在磁化现象，需引入 H 来简化方程。 磁化与 H 的物理意义 介质放入磁场后，内部微观磁偶极矩会定向排列，产生附加磁场，此过程称为磁化。磁化强度 M 表示单位体积的磁矩。此时，总磁感应强度 B 由两部分组成：外磁场贡献与磁化贡献。数学上： \[ \mathbf{B} = \mu_ 0 (\mathbf{H} + \mathbf{M}) \] 由此定义 H 为： \[ \mathbf{H} = \frac{\mathbf{B}}{\mu_ 0} - \mathbf{M} \] H 的单位为安培/米（A/m）。 磁场强度的宏观作用：安培环路定理 在稳恒电流条件下， H 的环路积分仅取决于自由电流（忽略束缚电流），形式简洁： \[ \oint_ C \mathbf{H} \cdot d\mathbf{l} = I_ {\text{free}} \] 相比之下， B 的环路积分涉及全部电流（自由电流与束缚电流）。因此， H 在计算含磁介质的磁场分布时更便捷。 本构关系与材料分类 对于线性、各向同性介质， M 与 H 成正比： M = χₘH （χₘ 为磁化率）。代入定义式可得： \[ \mathbf{B} = \mu_ 0 (1 + \chi_ m) \mathbf{H} = \mu \mathbf{H} \] 其中 μ = μ₀μᵣ 为磁导率，μᵣ 为相对磁导率。根据 μᵣ 的不同，材料分为： 抗磁性（μᵣ 略小于 1） 顺磁性（μᵣ 略大于 1） 铁磁性（μᵣ ≫ 1，且非线性） 时变场中的 H：麦克斯韦修正 在时变电磁场中，安培环路定理需加入位移电流项。以 H 表示的安培-麦克斯韦定律为： \[ \oint_ C \mathbf{H} \cdot d\mathbf{l} = I_ {\text{free}} + \frac{d}{dt} \int_ S \mathbf{D} \cdot d\mathbf{S} \] 其中 D 为电位移矢量（已讲解）。此式揭示了变化的电场也能产生磁场。 边界条件与实际问题 在两种介质的交界面上， H 的切向分量连续（若无表面自由电流）；法向分量满足 B₁ₙ = B₂ₙ ，结合本构关系可导出 H 的法向分量跃变。这些条件用于分析磁路、电磁波反射折射等问题。 注意事项与常见误解 H 并非“真实”磁场，真实作用力由 B 决定（洛伦兹力公式）。 在铁磁材料中， B 与 H 呈非线性关系，需用磁滞回线描述。 工程中常用 H 计算磁动势（MMF），类比电路中的电动势。 通过以上步骤，可从真空到介质、从静态到时变，逐步理解 H 的引入意义、计算方法和实际应用。