磁介质

[拼音]：cijiezhi

[外文]：magnetic medium

影响磁场的存在或分布的媒介物。又称磁媒质。真空也是一种磁介质。磁场强度与磁通密度间的关系决定于所在之处磁介质的性质。这种性质来源于物质内分子、原子和电子的性状及其相互作用，有关理论属于固体物理学的重要内容。

在电工技术中磁介质以其磁导率来表征。磁介质中的物理过程可按照等效的观点，用A.-M.安培提出的分子电流概念做出概略的说明。这个过程称为磁化。

磁化

磁介质中磁矩的矢量和不等于零的现象。磁矩P_m定义为等效分子电流I┡与其包围的面积ΔS┡的乘积，即$$ P_m＝I┡ΔS┡在磁介质中的体积元ΔV┡磁化的程度用磁化强度M 表示，其定义为

磁化强度M 为一矢量，其单位在国际单位制中为安／米，与H 有相同的量纲。M 的大小与所在之处的磁场强度H的关系可表示为

M＝χ_mH

式中χ_m为磁化率，它仅为一纯数量。

磁化率为正值的磁介质称为顺磁性磁介质，例如铝、钨、铂等，其χ_m约为10^-4。磁化率为负值的磁介质称为抗磁性磁介质，例如银、铜、锌、石墨等，其χ_m约为10^-5。在电工技术中，这两类物质由于其磁化对磁场的影响都十分微小，常可以忽略不计而认为它们的作用与真空相同。

另一类磁介质在没有外磁场的作用时，具有自发的磁化，在外磁场中呈现的磁化率远大于1，可以为几十、几百、甚至几千，称为铁磁性物质，例如铁、钴、镍及其合金，以及某些金属氧化物等。它们对磁场可以有巨大影响。铁磁性物质中的磁化过程比较复杂，决定于材料成分、晶体结构、机械应力、热力学过程等。这类物质当其温度超过某一定值T_c时，即由铁磁性物质变为顺磁性物质，T_c即称为该铁磁物质的居里温度或居里点。例如工程纯铁的居里温度约为 770℃。铁磁物质在不同磁场强度下的磁化特性常以其磁化曲线表示；在周期性变化的磁场强度下的磁化特性常以其磁滞回线来表示。表示磁介质的一个重要参数是它的磁导率。

磁导率

磁介质中磁通密度B与磁场强度H 之比，即

式中μ为磁导率，在国际单位制中其单位为亨／米。各向异性磁介质的磁导率为张量。真空的磁导率记为μ₀，在国际单位制中规定为4π×10^-7亨／米。

不同的磁介质有不同的磁化率与磁导率，二者的关系为

μ＝μ₀(1+χ_m)

B与H 的关系就可表示为

B =μ₀(H＋M)=μ₀(1+χ_m)H

通常将磁导率记为

μ＝μ₀μ^r　　μ^r=1+χ_m

式中μ^r为一纯数量，称为相对磁导率。顺磁性磁介质的μ^r略大于1，抗磁性的磁介质的μ^r略小于1，而铁磁性磁介质μ^r»1且与磁化的过程及其历史有关。

在电工技术中为了适应不同的需要，定义了不同条件下的磁导率，例如：

（1）初始磁导率，表示H 趋近于零时磁导率的极限值μi（见图）

（2）微分磁导率，又称动态磁导率，表示为磁化曲线上各点的斜率μ_d（见图）

（3）最大磁导率，表示为μ-H曲线上的最大值μ_m(见图)。