铁磁材料被放入磁场强度为H的磁场内,会受到强烈的磁化。当磁场强度H由零逐渐增加时,磁感应强度B随之变化的曲线称为磁化曲线,如图1.1所示。由图可见,开始时,随着H的增加B增加较快,后来随着H的增加B增加缓慢,逐渐出现饱和现象,即具有磁饱和性。在磁化曲线上任一点的B和H之比就是磁导率μ,它是表征物质导磁性能的一个物理量。显然,在该磁化曲线上各点的μ不是一个常数,它随H而变,并在接近饱和时逐渐减小(如图1.1所示)。也就是说,铁磁材料的磁导率是非线性的。
虽然每一种铁磁材料都有自己的磁化曲线,但它们的μ值都远大于真空磁导率
μ,具有高导磁性。非铁磁材料的磁导率接近真空的磁导率μ,μ=4π×10-7而铁磁材料的磁导率远大于非铁磁材料,两者之比可达103~104倍。因此,各种变压器、电机和其他电器的电磁系统几乎都用铁磁材料构成铁心,在相同的励磁绕组匝数和励磁电流的条件下,采用铁心后可使磁感应强度增强几百倍甚至几千倍。
铁磁物质在交变磁化过程中H和B的变化规律如图1.2所示。当磁场强度H由零增加到某个值H(=+Hm)后,如减少H,此时B并不沿着原来的曲线返回而是沿着位于其上部的另一条轨迹减弱。当H=0时B=Br,Br称为剩磁感应强度,简称剩磁。只有当H反方向变化到−Hc时,B才下降到零,Hc称为矫顽力。由此可见,磁感应强度B的变化滞后于磁场强度H的变化,这种现象称为磁滞现象。也就是说,铁磁材料具有磁滞性。
如果继续增大反向磁场强度,到达H=−Hm时,把反向磁场强度逐渐减小,到达H=0时,再把正向磁场强度逐渐增加到+Hm,如此在+Hm和−Hm之间进行反复磁化,得到的是一条如图1.2所示的闭合曲线,这条曲线称为磁滞回线。