磁性材料测量（4）——磁场强度 h、磁通量 φ、磁感应强度 ｂ -凯发k8国际

磁场强度 h 和磁感应强度 b 是最常用描述磁场的参数。其他参数都是建立在两者的基础上的，例如磁导率（b/h），磁损耗（h•db/dt）,极化强度（b-μ0h），磁化强度（b/μ0-h）和磁化曲线（b=f（h））。

洛伦兹1982年发现，在电磁场中，运动速度为v的电荷q受到的力为：

                             f=q(e+vμ0h)………………………………………(2.9)

通常，这个力可以分解为两部分：

第一个是由电场ｅ引起的力：f′=qe…………………………………..……(2.10)

第二个是由磁场h产生的力：f′′=qv×μ0h…………………………………(2.11)

由上式可知，电场在任何情况（静止和移动）下都产生作用力，而磁场只在运动的电荷中产生作用力。

磁场强度 h（有时也称磁场密度） 的单位是 1a/m（安培每米）。磁场h在区域a中产生了磁通量 φ，磁场量 φ 与磁材料介质的磁导率 μ 和磁化强度 m 有关。在真空中磁化强度为零，磁导率用 μ₀ 表示，此时磁场所引起的磁通量为：φ=μ₀•ah…………(2.12) 磁通量的单位是 wb（韦伯）或 vs。如图 2.3 所示，在铁屑中很容易发现磁通量的存在和方向。

磁感应强度 b（有时也称为磁通密度）是一个更常用的物理量，表示为：b=φ/a………(2.13)；从式（2.12）和式（2.13）可以看出，真空中磁场强度和磁感应强度之间的关系为：b=μ₀h…………(2.14)；磁感应强度的单位是 t（特斯拉）。

根据式（2.14），真空中磁场强度h和磁感应强度b之间关系是线性的（μ₀为常数）。基于这个原因，哪个量用作参考源并不重要，即因和果是独立的，但通常以磁感应强度作为磁场的参考标准。这个标准定义了电流所产生的磁场和机械力之间的关系。在磁感应强度 b 为 1t 时，通过 1a 的电流，长为 1m 的载流导体产生的力为 1n（力的方向垂直于磁通的方向），如图 2.4所示。

还可以根据法拉第定律确定磁感应强度单位：连接一个单匝线圈，如果其磁通量在 1s 内以匀速变化到 0，产生 1v 的电动势，则其磁通量的值就是磁感应强度（见图 2.4b）。

磁场强度的单位也可以根据毕奥-萨伐尔定律描述。如图 2.4c所示，一个电流为 1a，半径为 1m 的环形回路产生的磁场强度等于 i/2r。因此，一个通过电流 1a，直径为 1m 的单匝线圈中心产生的磁场强度为 1a/m。

上面所示描述的三个量的定义如图2.4 所示，值得注意的是，也有其他优质的磁场源——亥姆霍兹线圈和高精度的由磁共振控制的磁场源。

许多国家规定必须采用国际单位制 si，使用旧的高斯（1g=10^-4 t）和奥斯特（1oe=10³/4π a/m）单位制不合法。然而，这种旧的单位在几个国家，特别是美国仍在使用。事实上，旧单位很方便，因为在真空中，电场强度1oe 对应的磁感应强度为 1g，表 2.1 总结了高斯单位和国际单位之间的转换关系。

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