1.2.2 磁场的基本物理量及计算公式

1. 磁通

磁场在空间的分布情况可以用磁力线的多少和疏密程度来形象描述，但它只能定性分析。磁通这一物理量的引入可用来定量地描述磁场在一定面积上的分布情况。

通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁力线的总数称为通过该面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示。磁通的单位是韦伯，简称韦，用字母Wb表示。当面积一定时，通过该面积的磁通越大，则磁场就越强。

2. 磁感应强度

磁感应强度（又称磁通密度）是用来表示磁场中各点强弱和方向的物理量。磁感应强度用字母B表示。磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，用字母T表示。

在均匀磁场中，磁感应强度可表示为

式中 B——磁感应强度（T）；

Φ——磁通量（Wb）；

A——与磁感应强度方向垂直的某一截面积（m2）。

式（1-1）表明磁感应强度B等于单位面积的磁通量，所以，有时磁感应强度也称为磁通密度。磁感应强度是一个矢量，其方向为该磁场中的小磁针的N极所指的方向。

3. 磁导率

磁场中各点磁感应强度B的大小不仅与电流的大小以及通电导体的形状有关，而且还与磁场中的媒介质的性质有关，这一点可以通过下面的实验来验证。

用一个插入铁棒的通电线圈去吸引铁钉，然后把通电线圈中的铁棒换成铜棒再去吸引铁钉，便会发现两种情况下的吸引力大小明显不同，前者比后者大得多。这表明不同的媒介质对磁场的影响是不同的，影响的程度与媒介质的导磁性质有关。

磁导率（又称导磁系数）就是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，不同的媒介质有不同的磁导率。

磁导率用希腊字母μ表示，其单位为亨/米，用H/m表示。

由实验测得，真空中的磁导率是一个常数，用μ₀表示，μ₀=4π×10-7H/m。一般把任一媒介质的磁导率与真空中磁导率的比值称为相对磁导率μ_r，即

式中 μ_r——相对磁导率，它是一个无量纲的量；

μ——任一媒介质的磁导率（H/m）；

μ₀——真空磁导率（H/m）。

相对磁导率只是一个比值，它表示其他条件相同的情况下，媒介质中的磁导率相对真空磁导率的倍数。

根据物质相对磁导率μ_r的不同，可把物质分成三类。一类叫顺磁物质，其μ_r稍大于1；另一类叫反磁物质，其μ_r稍小于1。顺磁物质与反磁物质一般被称为非铁磁物质，如空气、铜、铝、木材、橡胶等。还有一类叫铁磁物质，如铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等，其相对磁导率μ_r远大于1，可达几百甚至数万以上，且不是一个常数。铁磁物质可用来制作电机、变压器、电磁铁等的铁心。

4. 磁场强度

磁场中各点磁感应强度的大小与媒介质的性质有关，这就使磁场的计算显得比较复杂。因此，为了消除磁场中的媒介质对计算磁场强弱的影响，引入磁场强度这一物理量。磁场中任一点的磁场强度的大小只与产生磁场的电流大小和通电导体的几何形状有关，而与媒介质的性质无关。

磁场强度用字母H表示，它是一个矢量，其方向和所在点的磁感应强度B的方向相同。磁场强度的单位为安/米，用A/m表示。

磁场强度的大小定义为磁场中某点的磁感应强度B与媒介质磁导率μ的比值，即

式中 H——磁场强度（A/m）；

B——磁感应强度（T）；

μ——磁导率（H/m）。