揭示：電子變壓器的磁性基本現(xiàn)象

與磁性材料有關(guān)的常用物理量：

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

磁化強(qiáng)度：指材料內(nèi)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(yīng)強(qiáng)度： 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義是：B=m0(H+M)，其中H和M分別是磁化強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度，而m0是一個(gè)系數(shù)，叫做真空導(dǎo)磁率。磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱為磁通密度，單位是特斯拉（T）。

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

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(nèi)部具有磁疇，它們就好像眾多的小磁鐵混亂地堆積，整體對外沒有磁性。這時(shí)我們稱材料處于磁中性狀態(tài)。但是，如果材料處在外加磁場的環(huán)境中，那么這些小磁鐵（實(shí)際上是磁疇的磁矩）就會和磁場發(fā)生相互作用，其結(jié)果就是材料中的磁矩發(fā)生向外加磁場方向的轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致這些磁矩不再能相互抵消，也就是說所有磁矩的矢量和不等于零。在外加磁場的作用下，磁性材料由磁中性狀態(tài)變成對外顯示磁矩狀態(tài)的過程稱為磁化。

那么磁性材料在磁化過程中到底發(fā)生了哪些變化呢？

在磁中性狀態(tài)（即沒有外加磁場），材料內(nèi)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(qiáng)度也是零。

當(dāng)磁性材料處于外加磁場中時(shí)，材料內(nèi)部的磁矩就會受到磁場的作用力，磁矩會向外磁場的方向轉(zhuǎn)動，就像磁鐵在磁場中轉(zhuǎn)動一樣。這時(shí)，磁矩就不再是完全混亂排列的了，而是沿外磁場方向產(chǎn)生了一個(gè)總的磁化強(qiáng)度，這時(shí)我們說材料被磁化了。并且，外磁場越大，材料內(nèi)部的磁矩向外磁場方向轉(zhuǎn)動的數(shù)量和程度就越多。當(dāng)外磁場足夠大時(shí)，材料內(nèi)部所有的磁矩都會沿外磁場方向整齊排列，這時(shí)材料對外顯示的磁化強(qiáng)度達(dá)到最大值，我們說材料被磁化到了飽和。達(dá)到飽和之后，無論怎樣增大磁場，材料的磁化強(qiáng)度也不再增大。因此材料被磁化到飽和時(shí)的磁化強(qiáng)度稱為飽和磁化強(qiáng)度，用Ms來表示。

從上面的分析，我們知道材料的磁化強(qiáng)度隨外磁場而變化。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)際中，常把磁場和磁化強(qiáng)度的關(guān)系畫成曲線，稱為磁化曲線，如圖所示。其中，橫坐標(biāo)表示外磁場的大小，縱坐標(biāo)表示磁化強(qiáng)度的高低。磁化曲線一般可以分成三個(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(qiáng)度－磁場的關(guān)系畫磁化曲線，而用磁感應(yīng)強(qiáng)度－磁場的關(guān)系畫磁化曲線。這時(shí)，磁化飽和時(shí)就有一個(gè)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度（或者飽和磁通密度），用Bs表示。以后，如果沒有特殊說明，我們都用的是B－H磁化曲線。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁性材料的一個(gè)重要指標(biāo)。

在磁化曲線上，每一點(diǎn)都有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場的比值，稱為導(dǎo)磁率。在磁化的不同階段，材料的導(dǎo)磁率也不同，導(dǎo)磁率在最高點(diǎn)稱為最大導(dǎo)磁率。在磁化起始點(diǎn)的導(dǎo)磁率稱為初始導(dǎo)磁率。導(dǎo)磁率是軟磁材料的另一個(gè)非常重要的指標(biāo)。

那么，在磁化過程中，材料內(nèi)部的磁矩究竟是怎樣轉(zhuǎn)動的？有兩種方式使材料的磁矩產(chǎn)生轉(zhuǎn)動：一是疇壁位移：材料磁化時(shí)，疇壁內(nèi)部的原子磁矩逐漸轉(zhuǎn)向外磁場的方向，疇壁逐漸推移，這樣，與外磁場方向接近的磁疇面積逐漸擴(kuò)大，而與外磁場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(zhuǎn)動：在外磁場的作用下，與外磁場方向相反的磁疇中的磁矩向外磁場方向整體轉(zhuǎn)動，就像磁鐵轉(zhuǎn)動一樣。這種方式主要發(fā)生在接近飽和階段。