来源：罗马半导体社区
磁铁和磁力在我们的日常生活中无处不在。磁针可以帮助我们在不熟悉的地方认路，冰箱贴可以把孩子的图片固定在冰箱门上。除了这些常见的例子，磁场在宇宙中也起着重要的作用。有时候，磁场会对周围的环境产生很大的影响，比如在危险的磁星环境和广泛使用的核磁共振扫描仪中。然而，在大多数情况下，磁场只是存在，并受到其他更强的力的影响。虽然不是很抢眼，但是在生活中起到了很大的作用。这里我们先简单介绍一下它们的定义和概念。自然界到处都有电场和磁场，带电物体周围也必然有电场。在电场的作用下，周围的物体会感应带电。同样，磁性物体的周围也必然存在磁场，在磁场的作用下，周围的物体也会被感应产生磁通量。现代磁学研究表明，一切磁现象都源于电流。磁性材料或磁感应也不例外。铁磁现象的起源是物质内部原子核外电子运动形成的微电流，也叫分子电流。这些微电流的聚集效应使材料呈现出各种宏观磁特性。因为每个微电流都会产生磁效应，所以单位微电流被称为磁偶极子。因此，磁场的强度与磁偶极子的分布有关。在宏观条件下，磁场强度可以定义为空间某处磁场的大小。我们知道，电场强度的概念是用电场中单位电荷产生的作用力来定义的，很难在磁场中找到类似于“单位电荷”或“单位磁场”的磁化物质来定义磁场强度。所以电场强度的定义不得不借用单位长度导体中流过电流的概念来定义磁场强度，但这个概念本应该用来定义电磁感应强度，因为电磁场是可以相互感应的。幸运的是，电磁感应的强度不仅与流经单位长度导体的电流有关，还与介质的性质有关。因此，电磁感应强度可以通过将磁场强度乘以代表介质属性的系数来表示。这个代表介质性质的系数叫做磁导率。在电磁场理论中，磁场强度H定义为带电直导线在真空中垂直于磁场方向时，磁场的作用力F与电流I和导线长度的乘积I的比值，称为带电直导线所在位置的磁场强度。或者：垂直于磁场方向的1米长的导线在真空中通过1安培的电流，磁场的作用力为1牛顿时，通过导线的磁场强度为1奥斯特。磁感应强度是指描述磁场强度和方向的物理量，是一个矢量，常用符号B表示，国际通用单位是特斯拉(符号T)。磁感应强度也叫磁通密度或磁通密度。在物理学中，磁场的强弱用磁感应强度来表示，磁感应强度越大，磁感应越强。磁感应强度越小，磁感应越弱。因为真空中磁感应强度和磁场强度在数值上完全相等，所以真空中磁感应强度的定义和真空中磁场强度的定义完全相同。不同的是，磁场强度H与介质的性质无关，而磁感应强度B与介质的性质有关。但是很多书都是用上面的方法来定义电磁感应强度，这是很不合理的；由于电磁感应的强度与介质的性质有关，例如在固体介质中，人们很难借助带电直导线来测量磁场中带电直导线所受的力。因为它无法测量，我
磁场强度H和磁感应强度B用以下公式表示：磁场强度H=F/I*l (2-1)磁感应强度B=*H (2-2)(2-1)。公式中磁场强度H的单位是奥斯特(Oe)，力f的单位是牛顿(N)，电流I的单位是安培(A)，导线长度l的单位在公式(2-2)中，磁感应强度b的单位是特斯拉(t)，是磁导率，单位是亨/米(H/m)。真空中的磁导率表示为u0，u0=1。由于特斯拉的单位太大，人们常用高斯(Gs)作为磁感应强度b的单位，1特斯拉等于10000高斯(1T=104Gs)。因为磁现象可以用磁力线形象地表示出来，所以磁感应强度B可以定义为磁力线的密度，即单位面积的磁力线通量。磁力线的磁通密度可以缩写为磁通密度，所以电磁感应强度可以表示为：磁通密度b=/s (2-3) (2-3)，其中磁通密度b的单位是特斯拉(t)，磁通的单位是韦伯(Wb)，面积的单位是平方米(m2)。如果磁通量密度b是高斯(Gs)，磁通量是麦克斯韦(Mx)，面积是平方厘米(cm2)。其中1特斯拉等于10000高斯(1T=104Gs)，1韦伯等于10000麦克斯韦(1Wb=10的4次方Mx)。除了磁感应强度和磁通密度，很多人还称之为磁感应密度。到目前为止，已经解释了电磁感应强度b、磁感应强度b、磁通密度b、磁感应密度b等。在概念上是完全通用的。顺带一提，在其他书中，有人将磁感应强度B定义为：B=0(HM)，其中H和M分别为磁化强度和磁场强度，0为真空磁导率。为了简单起见，我们不打算在本书中介绍太多其他概念。如果有特殊需要，可以通过公式(2-2)的定义，与其他概念进行转换。磁感应强度和磁场强度的概念一直被混淆，这是有历史原因的。1900年，国际电工会议认可了美国电气工程师协会(AIEE)的提议，决定CGSM磁场强度的单位名称为高斯，这其实是一个误解。AIEE最初的提议是用高斯作为磁通密度b的单位，翻译成法语时被曲解为磁场强度，造成混乱。当时真空的渗透率0在CGSM系统和高斯单位系统中都是一个无量纲的纯数1，所以B和H在真空中没有区别，这就造成了B和H一次性使用——高斯的相同单位。1930年7月，国际电工委员会在广泛讨论的基础上作出决定：真空0的磁导率有维数，B和H性质不同，B和D对应，H和E对应。在CGSM单位制中，高斯是B的单位，奥斯特是h的单位，直到1960年第11届国际计量大会决定以米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉六个基本单位为基础的单位制命名为国际单位制，并用SI(Le System International El ' unites的法语缩写)表示，磁感应强度和磁场强度的概念才基本统一起来。由于历史原因，电磁单位制中经常使用两种单位，一种是SI国际单位制，另一种是CGSM(厘米、克、秒)绝对单位制。两种单位的主要区别是真空磁导率0=1在CGSM单位制， 0=4 * 10-7在SI单位制。所以在CGSM单位制前面只需要乘以一个系数 0=4 * 10-7。可以把CGSM单位制转换成SI单位制，一般可以写成uu0或者uru0。看到这个符号就可以知道采用的是SI单位制；但在这里，U或ur一般称为相对渗透率，是一个没有单位的系数，而u0是有单位的。还需要强调的是，用来表示介质性质的磁导率并不是一个常数，而是一个非线性函数，它不仅与介质和磁场强度有关，还与温度有关。因此，磁导率的定义不是一个简单的系数，而是人们用它来掩盖磁场强度和电磁感应强度之间的内在联系
但为了简单起见，我们在分析磁场强度和电磁感应强度时，仍然可以把磁导率当作一个常数，或者取其平均值或有效值来计算。审核编辑黄浩宇
标签：单位强度磁场强度