极化强度与磁化强度
磁极化强度 J磁化强度 M剩磁 Jr Br
磁极化强度 J 磁化强度 M 剩磁 Jr Br 4、什么叫磁极化强度(J)，什么叫磁化强度(M)，二者有何区别？现代磁学研究表明：一切磁现象都起源于电流。
磁性材料也不例外，其铁磁现象是起源于材料内部原子的核外电子运动形成的微电流，亦称分子电流。
这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。
因为每一个微电流都产生磁效应，所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。
定义在真空中每单位外磁场对一个磁偶极子产生的最大力矩为磁偶极矩pm，每单位材料体积内磁偶极矩的矢量和为磁极化强度J，其单位为T（特斯拉，在CGS单位制中，J的单位为Gs，1T=10000Gs）。
定义一个磁偶极子的磁矩为pm/μ0，μ0为真空磁导率，每单位材料体积内磁矩的矢量和为磁化强度M，其SI单位为A/m，CGS单位为Gs(高斯)。
M与J的关系为：J=μ0M，在CGS单位制中，μ0=1，故磁极化强度与磁化强度的值相等；在SI单位制中，μ0=4π×10-7 H/m (亨/米)。
5、什么叫剩磁(Jr，Br)，为什么在永磁材料的退磁曲线上任意测量点的磁极化强度J值和磁感应强度B值必然小于剩磁Jr和Br值？永磁材料在闭路状态下经外磁场磁化至饱和后，再撤消外磁场时，永磁材料的磁极化强度J和内部磁感应强度B并不会因外磁场H 的消失而消失，而会保持一定大小的值，该值即称为该材料的剩余磁极化强度Jr和剩余磁感应强度Br，统称剩磁。
剩磁Jr和Br的单位与磁极化强度和磁感应强度单位相同。
根据关系式(1-1)可知，在永磁材料的退磁曲线上，磁场H为0时，Jr=Br，磁场H为负值时，J与B不相等，便分成了J-H和B-H二条曲线。
从关系式(1-1)还可以看到，随着反向磁场H的增大，B从最大值Br=Jr变化到0，最后为负值，对于现代永磁材料，B退磁曲线的变化规律往往为直线；J退磁曲线的变化规律则不同：随着反向磁场H的增大，B值线性减小，由于B值的减小量总是大于或等于反向磁场H的增大量，故在J退磁曲线上的一定区域内可以保持相对平直的直线，但其J值总是小于Jr。
磁学单位换算
周期及其有关现象的量和单位；
GB 3102.3－93
力学的量和单位；
GB 3102.4－93
热学的量和单位；
GB 3102.5－93
电学和磁学的量和单位；
GB 3102.6－93
光及有关电磁辐射的量和单位；
GB 3102.7－93
声学的量和单位；
GB 3102.8－93
物理化学和分子物理学的量和单位；
法定计量单位的名称、符号由国务院公布。”
我们在实际工作中应该使用磁学量的国家法定计量单位。关于 SI 单位制的详细内容可
以查阅下列相关国家标准。
GB 3100－93
国际单位制及其应用；
GB 3101－93
有关量、单位和符号的一般原则；
GB 3102.1－93
空间和时间的量和单位；
GB 3102.2－93
有理单位制的提出和使用是为了使整个科学技术领域中所使用的各种方程式多数都
具有简洁对称的形式和尽可能简化的系数，非有理单位制可能在电磁学中使用更加简洁，
但是将使得其它学科领域的很多方程式变得复杂，缺乏对称美。有理单位制虽然使得电磁
学的三个基本方程式都带有 4π因子，但是极大地简化了更多的其它方程式的形式。4π因子
当基本量选定之后，所有导出量的量纲指数也都确定下来。但是导出量的数字因数κ 则取决于基本量的单位的选择，从实用的角度，我们显然希望所有导出量的数字因数都等 于 1 比较方便，能够满足这种要求的单位制称为一贯单位制，简称一贯制。SI 单位制就是 这种单位制，7 个基本量的一贯制单位和符号分别为：米（m）、千克（公斤）（kg）、秒（s）、 安培（A）、开尔文（K）、摩尔（mol）和坎德拉（cd）。1960 年，CGPM 将平面角的单位 弧度（符号为：rad）和立体角的单位球面度（符号为：sr）两个 SI 单位称为“辅助单位”； 1980 年 CIPM 将这两个辅助单位归类为无量纲导出单位，但是，在很多情况下，使用它们 原有的专门名称和符号则比较合适。
永磁材料基本性能术语解析
永磁材料基本性能解析1、什么是永磁材料的磁性能，它包括哪些指标？永磁材料的主要磁性能指标是：剩磁(Jr, Br)、矫顽力(bHc)、内禀矫顽力(jHc)、磁能积(BH)m。
我们通常所说的永磁材料的磁性能，指的就是这四项。
永磁材料的其它磁性能指标还有：居里温度(Tc)、可工作温度(Tw)、剩磁及内禀矫顽力的温度系数(Brθ, jHcθ)、回复导磁率(μrec.)、退磁曲线方形度( Hk/ jHc)、高温减磁性能以及磁性能的均一性等。
除磁性能外，永磁材料的物理性能还包括密度、电导率、热导率、热膨胀系数等；机械性能则包括维氏硬度、抗压（拉）强度、冲击韧性等。
此外，永磁材料的性能指标中还有重要的一项，就是表面状态及其耐腐蚀性能。
2、什么叫磁场强度(H)？1820年，丹麦科学家奥斯特(H. C. Oersted)发现通有电流的导线可以使其附近的磁针发生偏转，从而揭示了电与磁的基本关系，诞生了电磁学。
实践表明：通有电流的无限长导线在其周围所产生的磁场强弱与电流的大小成正比，与离开导线的距离成反比。
定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线1/2π米远处的磁场强度为1A/m(安/米，国际单位制SI)；在CGS单位制(厘米-克-秒)中，为纪念奥斯特对电磁学的贡献，定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线0.2厘米远处磁场强度为1Oe（奥斯特），1Oe=1/(4π×10³) A/m。
磁场强度通常用H表示。
3、什么叫磁极化强度(J)，什么叫磁化强度(M)，二者有何区别？现代磁学研究表明：一切磁现象都起源于电流。
磁性材料也不例外，其铁磁现象是起源于材料内部原子的核外电子运动形成的微电流，亦称分子电流。
这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。
因为每一个微电流都产生磁效应，所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。
定义在真空中每单位外磁场对一个磁偶极子产生的最大力矩为磁偶极矩pm，每单位材料体积内磁偶极矩的矢量和为磁极化强度J，其单位为T（特斯拉，在CGS单位制中，J的单位为Gs，1T=10000Gs）。
电动力学知识的总结
第一章 电磁现象的普遍规律§1.1 电荷与电场1、库仑定律（1）库仑定律如图1-1-1所示，真空中静止电荷'Q 对另一个静止电荷Q 的作用力F 为()'3''041r r rr Q Q F --=πε （1.1.1）式中0ε是真空介电常数。
（2）电场强度E静止的点电荷'Q 在真空中所产生的电场强度E为()'3''41r r r r Q E --=πε （1.1.2）（3）电场的叠加原理N 个分立的点电荷在r 处产生的场强为()'13'0'4iNi i i r r r r Q E --=∑=πε （1.1.3）体积V 内的体电荷分布()'rρ所产生的场强为()()'3'''041r r r r dV r E V--=⎰ρπε （1.1.4）式中'r 为源点的坐标，r为场点的坐标。
2、高斯定理和电场的散度高斯定理：电场强度E穿出封闭曲面S 的总电通量等于S 内的电荷的代数和)(∑ii Q 除以0ε。
用公式表示为∑⎰=⋅iiSQS d E 01ε （分离电荷情形） （1.1.5）或⎰⎰=⋅VSdV S d E ρε01（电荷连续分布情形） （1.1.6）其中V 为S 所包住的体积，S d为S 上的面元，其方向是外法线方向。
应用积分变换的高斯公式⎰⎰⋅∇=⋅VSdV E S d E（1.1.7）由（1.1.6）式可得静电场的散度为ρε01=⋅∇E 3. 静电场的旋度由库仑定律可推得静电场E的环量为0=⋅⎰Ll d E（1.1.8）应用积分变换的斯托克斯公式⎰⎰⋅⨯∇=⋅SLS d E l d E从（1.1.8）式得出静电场的旋度为0=⨯∇E（1.1.9）§1.2 电流和磁场1、电荷守恒定律不与外界交换电荷的系统，其电荷的代数和不随时间变化。
对于体积为V ，边界面为S 的有限区域内，有⎰⎰-=⋅V S dV dtdS d J ρ （1.2.1） 或0=∂∂+⋅∇tJ ρ（1.2.2）这就是电荷守恒定律的数学表达式。
磁化强度和磁极化强度的关系和单位
磁化强度和磁极化强度的关系和单位磁化强度和磁极化强度是磁学中两个重要的物理量，它们之间存在着密切的关系。
本文将介绍磁化强度和磁极化强度的定义、计算方法以及它们之间的关系，并给出相应的单位。
磁化强度是描述物质磁化程度的物理量，它表示单位体积内磁偶极矩的总和。
磁化强度的定义可以用以下公式表示：磁化强度 = 磁化矢量 / 单位体积其中，磁化矢量是单位体积内的磁偶极矩总和。
磁化强度的单位是安培/米（A/m）。
磁极化强度是描述物质磁化程度的另一个物理量，它表示单位面积内磁偶极矩的总和。
磁极化强度的定义可以用以下公式表示：磁极化强度 = 磁极化矢量 / 单位面积其中，磁极化矢量是单位面积内的磁偶极矩总和。
磁极化强度的单位是安培/米（A/m）。
磁化强度和磁极化强度之间的关系可以通过以下公式表示：磁化强度 = 磁极化强度× 磁导率其中，磁导率是物质对磁场的响应能力的度量，是一个常数。
磁导率的单位是亨利/米（H/m）。
磁化强度和磁极化强度的关系可以理解为磁化强度是磁极化强度在给定磁导率下的放大倍数。
当磁导率增大时，磁化强度也会相应增大。
在实际应用中，磁化强度和磁极化强度常常用于描述磁性材料的特性。
通过测量磁化强度或磁极化强度，可以了解材料对外加磁场的响应程度，从而判断材料的磁性质。
总结一下，磁化强度和磁极化强度是描述物质磁化程度的物理量，它们之间的关系可以通过磁导率来表示。
磁化强度和磁极化强度的单位都是安培/米（A/m）。
通过研究磁化强度和磁极化强度，可以深入了解材料的磁性质，并在实际应用中发挥重要作用。
希望本文对您理解磁化强度和磁极化强度的关系和单位有所帮助。
如有任何疑问，请随时提问。
永磁体基本性能参数
永磁体基本性能参数永磁材料：永磁材料被外加磁场磁化后磁性不消失，可对外部空间提供稳定磁场。
钕铁硼永磁体常用的衡量指标有以下四种：剩磁（Br）单位为特斯拉（T）和高斯（G）1G=0.0001T将一个磁体在闭路环境下被外磁场充磁到技术饱和后撤消外磁场，此时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。
它表示磁体所能提供的最大的磁通值。
从退磁曲线上可见，它对应于气隙为零时的情况，故在实际磁路中磁体的磁感应强度都小于剩磁。
钕铁硼是现今发现的Br最高的实用永磁材料。
磁感矫顽力（Hcb）单位是安/米（A/m）和奥斯特（Oe）或1Oe≈79.6A/m处于技术饱和磁化后的磁体在被反向充磁时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。
但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。
（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。
钕铁硼的矫顽力一般是11000Oe以上。
内禀矫顽力（Hcj）单位是安/米（A/m）和奥斯特（Oe）1Oe≈79.6A/m使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。
内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，如果外加的磁场等于磁体的内禀矫顽力，磁体的磁性将会基本消除。
钕铁硼的Hcj会随着温度的升高而降低所以需要工作在高温环境下时应该选择高Hcj的牌号。
磁能积(BH)单位为焦/米3（J/m3）或高奥（GOe）1MGOe≈7.96kJ/m3退磁曲线上任何一点的B和H的乘积既BH我们称为磁能积,而B某H的最大值称之为最大磁能积(BH)ma某。
磁能积是恒量磁体所储存能量大小的重要参数之一，(BH)ma某越大说明磁体蕴含的磁能量越大。
设计磁路时要尽可能使磁体的工作点处在最大磁能积所对应的B和H附近。
各向同性磁体：任何方向磁性能都相同的磁体。
各向异性磁体：不同方向上磁性能会有不同；且存在一个方向，在该方向取向时所得磁性能最高的磁体。
磁学常用单位制
磁学常用单位制Unit conversion from SI to Gaussian:79.6 A/m = 1 oersted1 gauss = 1 oersted (in free air)1 gauss = 10-4 tesla = 105 gamma1 nanotesla = 10 microgauss = 1 gamma一般测量系统采用的都是高斯制单位，不过你只要知道它们之间的换算关系即可Field(G)：G是磁感应强度B的高斯制单位。
国际制单位是T（特斯拉）1T=10^4G磁场强度H的国际单位是A/m。
高斯单位是Oe（奥斯特）1A/m=4pi*10^-3OeMoment(emu) ：M(emu)是磁矩。
1Am^2=10^3emu.同时1Oe=1G这是正确的。
在高斯单位制下，磁矩μ的单位是emu，磁化强度M的单位是emu/cm^3，磁场H的单位是Oe，磁感应强度B的单位是G，M=μ/V，B=H+4πM在CGS单位制中，磁化强度、磁感应强度和磁极化强度的单位都使用相同的专门名称高斯（Gs），而在SI单位制中，磁感应强度和磁极化强度的单位也使用相同的专门名称特斯拉（T），但是进行单位换算时又各自遵循不同的换算关系。
原因是这三个量从三个不同方面表征了磁场源的特性，所以尽管使用了相同的单位名称，但是定义不同，CSC单位制下：M和J下的Gs数值上是相等的，和B下连数值上也不相等，也没法相等。
一句话，CGS下名字都是Gs，意义和数值是不全一样的！SI v.s. CGS---------------------------------------------------------------- 磁化强度M 1A/m = 0.001 emu/cc磁场强度H 1A/m = 0.004πOersted(Oe)磁感应强度 B 1T = 10000 Gauss(g)能量 E 1J = 10000000 erg(=emu*Oe)换算1g = 1 Oe1emu/cc = 4π Oe---------------------------------------------------------------- B=μ(H+M) <-> B=H+4πM (μ是磁导率,μ_0=4π×10^-7) | | |gOeem/cc注：cc=centimeter cubic=cm^3。
第三章;磁学性能(材料的磁化特征及其基本参数)
四、磁化曲线和磁滞回线
磁导率和磁场的关系
磁滞：指铁磁材料的磁性状态变化时，磁化 强度滞后于磁场强度，它的磁通密度B与磁场 强度 H之间呈现磁滞回线关系 剩磁Br：磁滞回线中，外磁场 减小为零时， 铁磁质所具有的磁感应强度 矫顽力Hc：为使剩磁降低为零而施加的反向 外磁场强度 磁致损耗：铁磁材料在磁化过程中由磁滞现 象引起的能量损耗。经一次循环，磁滞损耗 等于磁滞回线的面积
一个环形电流的磁矩：Pm=ΙS Ι环形电流的强度， S是环形所包围的面积。
当有外加磁场后，环形电流的磁矩沿磁场规律排 列，在宏观上显示磁性。用磁化强度衡量物质磁 性强弱及磁化状态
磁化强度
磁化强度：单位体积的总磁矩
磁极化强度
材料受磁化后呈规律排列，宏观上显示磁极 （南北极），把微观的磁分子称为磁偶极 子，宏观所表示出的磁矩称为磁偶极矩jm
第三章 材料的磁学性能
材料的磁化特征及其基本参数
一、磁化现象及磁化强度 磁性与物质的微观结构相关，决定于原子
结构、原子间的相互作用，例如:键结合和 晶体结构等。 磁性是微观结构表现出来的一种宏观现象。 研究磁性也是研究材料物质内部微观结构 的方法。
磁化现象及磁化强度
一切物质都具有磁性，任何空间都存在磁场，只是强弱不同而已。 根本原因：
• 磁----电 • 磁现象的本质是由于带电物体运动的结果。 • 原子中电子的绕核运动、电子本身的自旋，都会产生磁场。 • 一个分子内部全部电子运动产生的磁场的总和叫做分子磁
场。 • 物质在磁场中，由于受到磁作用而呈现一定磁性称为磁化 • 凡是能被磁场磁化的物质称为磁介质（磁质）。
当物质处于磁场中时，会使磁场发生变化，不 同的物质所引起的磁场变化不一样。
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1
第1节
极化强度P
一、 定义
无外电场
无极分子电介质0 分P
0E
有极分子电介质0 分P
0分P
，介质不呈电性
在外电场0E
作用下
无极分子电介质发生位移极化
有极分子电介质发生取向极化（+位移极化）
每个分子可以用一个电偶极子去等效， 0分P
，介质呈电性 各向同性均匀电介质，束缚电荷只分布在介质表面上
E
E
E 0，E 与0E
反方向，0E E
V ：宏观无限小，微观足够大
极化强度V
P P 分
SI ：23//m C m Cm
介质内部每一点上都有一个极化强度矢量与之相对应
二、 束缚电荷与极化强度P
的关系斜介质柱体，S q / cos S l P V P P 分
cos S l P =l q ， n P
cos S l P =l q ， cos P =n P P n
讨论：0 ，P ，2
，0cos P
2
，0 ， 2
，0cos P
，P
P
0cos 均匀介质球体，均匀极化 均匀介质直圆柱体，均匀极化
2
三、D
的高斯定理
内
q S d E S 01
)1
0 内
内（q q f S
S d E
0 内
内q q f （1）
S S
dS P S d P cos
= 左
dS P cos + 右
dS P cos + 侧
dS P cos
=PS PdS 右
(介质表面处P ，内部 P ) =S =)(S = 内
q （2）
（1）+（2）：
S
S d P E
)(0 内
f
q
定义：电位移矢量P E D
S
S d D 内
f q ：D
的高斯定理
四、D 、E 与P
的关系
P E D
0 ，一般，三者不一定同方向
各向同性均匀电介质，E P
（总电场） E P e
0 ，e ：极化率 P E D 0 =E E e 00 =E e 0)1( E D r
0 ，r e 1，1 r e E
线（电力线）
：由正电荷发出，终止于负电荷 D
线：由正自由电荷发出，终止于自由负电荷 P
线：由负束缚电荷发出，终止于正束缚电荷 平板电容器
D 线，
E 线， P
线
3
例：半径为1R 的金属球带电Q ，
外罩一个介质球壳 求：（1）D 、E 分布 （2）介质中的P 及束缚电荷分布 解：（1）1R r ，0 D ，0 E
21R r R ，2
4r Q
D ，204r Q E
32R r R ，2
4r Q
D ，204r Q
E r
3R r ，2
4r
Q
D ，204r Q
E （2）32R r R ，P E D
0 ，P E D 0
E D P 0 =24r Q 24r Q r =
)11(42
r r Q 2R r ，)1
1(42
2
r R Q P P =)1
1(42
2r R Q 2
24R q =)11(r
Q
3R r ，)1
1(42
3
r R Q P P =)1
1(42
3
r R Q 234R q =)1
1(r
Q
第2节 磁化强度M
一、 定义
无外磁场时
抗磁质分子0 分m P
传顺磁质分子0 分m P
0分m P
，介质不呈磁性 在外磁场0B
作用下
抗磁质分子产生附加磁矩 顺磁质分子在外磁场中转动
每个分子磁矩可以用一个分子电流去等效， 0分m P
4
介质宏观呈磁性
各向同性均匀磁介质，磁化电流只分布在介质表面上
B B B
0，抗磁质0B B ，顺磁质0B B V ：宏观无限小，微观足够大
磁化强度V
P M m 分
SI ：m A m Am //32
介质内部每一点上都有一个磁化强度矢量与之相对应
二、 磁化电流与M 的关系
均匀介质柱体 S S i l I /：面磁化电流密度
流过和电流相垂直的单位长 M
度上的电流强度 n
S l M V M P m 分 S l M =n S I S
， S l M =S l i S
M i S
n M i S M
sin M i S =t M
（M
在表面内的分量） 讨论：0 ，0 S i ，2
，M i S ， ，0 S i
三、H
的安培环路定律 n S i
内
I l d B L
内
内传（)0S I I M
L l d B
0 内内传S I I （1） I L
L
dl M l d M cos
= b a
dl M cos + c b
dl M cos + d c
dl M cos + a
d
dl M cos
= b
a
Mdl =ab M （介质表面处M i S ，内部S i M ）
L
l d M
=ab i S = 内
S I （2）
（1）-（2）： L
l d M B
)(0
内
传I
5
定义：磁场强度M B H
L
l d H 内
传I ：H
的安培环路定律
四、B 、H 、M
的关系
M B H
，)(0M H B
各向同性均匀磁介质：H M
，H M m ，m ：磁化率 )(0H H B m =H m )1(0 H B r 0
r m 1，1 r m
抗磁质，1 r ，0 m ，M
与H 反方向
顺磁质，1 r ，0 m ，M
与H 同方向
例：铜导线1R ，I ，外包一层
磁介质2R ，r
求：（1）H 、B n
（2）介质中的M
和磁化电流 解：（1）1R r ，212R Ir H ，2
1
002R H B 21R r R ，r I H 2 ，r I
H B r r 200
2R r ，r I H 2 ，r
I
H B 200
（2）21R r R ，H B M
H B M 0 =)1(222 r r r
I r I r I 1R r ，)1(21
r R I
M )1(21
r S R I
M i ， )1(21 r S S I R i I
2R r ，)1(22
r R I
M )1(22
r S R I
M i )1(22 r S S I R i I。