揭示：電子變壓器的磁性基本現象

與磁性材料有關(guān)的常用物理量：

磁場(chǎng)強度：指空間某處磁場(chǎng)的大小，用H表示，它的單位是安/米（A/m）。

磁化強度：指材料內部單位體積的磁矩矢量和，用M表示，單位是安/米（A/m）。

磁感應強度： 磁感應強度B的定義是：B=m0(H+M)，其中H和M分別是磁化強度和磁場(chǎng)強度，而m0是一個(gè)系數，叫做真空導磁率。磁感應強度又稱(chēng)為磁通密度，單位是特斯拉（T）。

導磁率：導磁率的定義是m=B/m0H，是磁化曲線(xiàn)（見(jiàn)材料的靜態(tài)磁化）上任意一點(diǎn)上B和H的比值。導磁率實(shí)際上代表了磁性材料被磁化的容易程度，或者說(shuō)是材料對外部磁場(chǎng)的靈敏程度。

磁性材料的靜態(tài)磁化及常用性能指針：

我們已經(jīng)知道，磁性材料內部具有磁疇，它們就好像眾多的小磁鐵混亂地堆積，整體對外沒(méi)有磁性。這時(shí)我們稱(chēng)材料處于磁中性狀態(tài)。但是，如果材料處在外加磁場(chǎng)的環(huán)境中，那么這些小磁鐵（實(shí)際上是磁疇的磁矩）就會(huì )和磁場(chǎng)發(fā)生相互作用，其結果就是材料中的磁矩發(fā)生向外加磁場(chǎng)方向的轉動(dòng)，導致這些磁矩不再能相互抵消，也就是說(shuō)所有磁矩的矢量和不等于零。在外加磁場(chǎng)的作用下，磁性材料由磁中性狀態(tài)變成對外顯示磁矩狀態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為磁化。

那么磁性材料在磁化過(guò)程中到底發(fā)生了哪些變化呢？

在磁中性狀態(tài)（即沒(méi)有外加磁場(chǎng)），材料內部的磁矩成混亂排列，總的磁矩為零，因此材料顯示的磁化強度也是零。

當磁性材料處于外加磁場(chǎng)中時(shí)，材料內部的磁矩就會(huì )受到磁場(chǎng)的作用力，磁矩會(huì )向外磁場(chǎng)的方向轉動(dòng)，就像磁鐵在磁場(chǎng)中轉動(dòng)一樣。這時(shí)，磁矩就不再是完全混亂排列的了，而是沿外磁場(chǎng)方向產(chǎn)生了一個(gè)總的磁化強度，這時(shí)我們說(shuō)材料被磁化了。并且，外磁場(chǎng)越大，材料內部的磁矩向外磁場(chǎng)方向轉動(dòng)的數量和程度就越多。當外磁場(chǎng)足夠大時(shí)，材料內部所有的磁矩都會(huì )沿外磁場(chǎng)方向整齊排列，這時(shí)材料對外顯示的磁化強度達到最大值，我們說(shuō)材料被磁化到了飽和。達到飽和之后，無(wú)論怎樣增大磁場(chǎng)，材料的磁化強度也不再增大。因此材料被磁化到飽和時(shí)的磁化強度稱(chēng)為飽和磁化強度，用Ms來(lái)表示。

從上面的分析，我們知道材料的磁化強度隨外磁場(chǎng)而變化。在科學(xué)實(shí)驗和生產(chǎn)實(shí)際中，常把磁場(chǎng)和磁化強度的關(guān)系畫(huà)成曲線(xiàn)，稱(chēng)為磁化曲線(xiàn)，如圖所示。其中，橫坐標表示外磁場(chǎng)的大小，縱坐標表示磁化強度的高低。磁化曲線(xiàn)一般可以分成三個(gè)階段：可逆磁化階段、不可逆磁化階段、飽和階段。

在工程上，一般不用磁化強度－磁場(chǎng)的關(guān)系畫(huà)磁化曲線(xiàn)，而用磁感應強度－磁場(chǎng)的關(guān)系畫(huà)磁化曲線(xiàn)。這時(shí)，磁化飽和時(shí)就有一個(gè)飽和磁感應強度（或者飽和磁通密度），用Bs表示。以后，如果沒(méi)有特殊說(shuō)明，我們都用的是B－H磁化曲線(xiàn)。飽和磁感應強度是磁性材料的一個(gè)重要指標。

在磁化曲線(xiàn)上，每一點(diǎn)都有一個(gè)磁感應強度和磁場(chǎng)的比值，稱(chēng)為導磁率。在磁化的不同階段，材料的導磁率也不同，導磁率在最高點(diǎn)稱(chēng)為最大導磁率。在磁化起始點(diǎn)的導磁率稱(chēng)為初始導磁率。導磁率是軟磁材料的另一個(gè)非常重要的指標。

那么，在磁化過(guò)程中，材料內部的磁矩究竟是怎樣轉動(dòng)的？有兩種方式使材料的磁矩產(chǎn)生轉動(dòng)：一是疇壁位移：材料磁化時(shí)，疇壁內部的原子磁矩逐漸轉向外磁場(chǎng)的方向，疇壁逐漸推移，這樣，與外磁場(chǎng)方向接近的磁疇面積逐漸擴大，而與外磁場(chǎng)方向相反的磁疇逐漸縮小。這種方式一般發(fā)生在非飽和階段。二是磁矩一致轉動(dòng)：在外磁場(chǎng)的作用下，與外磁場(chǎng)方向相反的磁疇中的磁矩向外磁場(chǎng)方向整體轉動(dòng)，就像磁鐵轉動(dòng)一樣。這種方式主要發(fā)生在接近飽和階段。