Magnetfältens

Magnetfältens är en term som används för att beskriva de sammanhängande vektorfält som uppstår runt magnetiska källor och som påverkar hur magnetiska influenser verkar i rum och tid. Fältet betecknas vanligen med B och utgör en central komponent i studiet av magnetism och elektromagnetism.

Källor till magnetfält är elektriska strömmar och magnetisering av material. I allmänhet beskrivs fältet av Maxwells ekvationer: curl B = μ0 J + μ0 ε0 ∂E/∂t och div B = 0. Det innebär att magnetfält inte har någon slutpunkt i rum utan uppstår och ändras i samband med strömmar och förändringar i elektriska fält. I praktiken bildas fältet runt ledare och runt magnetiska material, och det kan även påverkas av rörelse i magnetiska medier.

Enheten för B är tesla (T); 1 T motsvarar 1 weber per kvadratmeter. I praktiska sammanhang används också gauss (1 G = 10^-4 T). Energidensiteten i ett magnetfält beskrivs ofta som B^2/(2 μ0). I material uppträder magnetfältet genom B = μ0(H + M). Olika material visar olika magnetiska beteenden: ferromagnetism som förstärker fältet och ofta visar hysteresis, samt paramagnetism och diamagnetism som är svaga reaktioner.

Mätning och visualisering av magnetfält sker med magnetometrar som Hall-effekt-sensorer eller fluxgate-sensorer, samt genom optiska eller geometriska metoder. Fältlinjer eller färgkartor används ofta för att illustrera styrka och riktning.

Magnetfält är centrala inom många områden, inklusive elektriska maskiner (transformatorer, motorer), magnetlagring och medicinsk avbildning som MRI. De spelar också en viktig roll i jordens magnetfält och i rymdplasma.