§3 铁磁质的磁化规律 铁磁质是制造永久磁体、电磁铁、变压器及各种电机不可缺少的材料，研究磁性材料的学科称之为磁学。不同的铁磁质其性质可能很不相同，对于磁性材料研究关系十分重要。 对于铁磁质成立的关系为：，若使用，则需注意不是常量，它与磁场有关。下面首先研究铁磁质的磁化规律，其中用到磁通计G或冲击电流计，由测得q或而推算出。 一、铁磁质的磁化规律 1、关系的测定 (1) ：可由励磁电流决定。如图7-8，样品做成环状，外面密绕匝 线圈，有  其中由电流表测出，n已知，则可知H ；而，故改变（包括改变电源的极性连接）。 图7-8 (2) ：副线圈匝数少些，外接磁通计，因为  故  测得磁通，再由已知副线圈匝数、截面积，便可得。 由以上给定；若改变 ，描点作图即可研究样品铁磁质的磁化规律。 2、起始磁化曲线 开始应使样品处于未磁化状态：因磁化与历史有关，为方便研究，要求在研究前应除去已有磁性，方法为: (1) 样品被加热到居里温度之上，磁性消失，然后冷却至居里温度之下研究； (2) 反复逐渐退磁法使样品处于未磁化状态。 ，描点作曲线，如图7-9所示。 [解释]起始磁化曲线非线性：。 因为的非线性函数，所以   图7-9 [注]，如图7-10(a)所示。 。图7-10(b)给出磁导率随H变化的关系曲线。 图7-10 (a) 图7-10 (b) 3、磁滞回线 H正向增大，达，但不沿起始曲线回，也不能复原，即当不趋于0，而有剩磁：，则需H反 图7-11 向磁化：“矫枉过正” 。对应称之为矫顽力。如图7-11，其中点及上、下支曲线关于原点对称，此曲线为磁化一周的情况，闭合曲线被称为磁滞回线。 [说明] (1)“磁滞”的含义指：，这种“跟不上”并非时间上滞后，是非线性、非单值所致。 (2) 上述回线为对应顶点之最大磁滞回线，当而即减小时，回线也小，如图7-12所示。 图7-12 (3) 当回线对应顶点为磁饱和时，若（对一定材料磁饱和一定），则上升、下降沿同一虚线，如SQ段的变化。 综上可见：铁磁质的的关系不但非线性，而且非单值。或曰：的数值除了与数值有关外，还决定于该介质的磁化历史。 二、磁滞损耗 铁芯在交变磁场中有能量损耗——铁损。铁损包括两个方面  [论证]图中磁滞回线所包围“面积”代表在一个反复磁化循环中单位体积的铁芯内损耗的能量。 考虑样品做成铁环——螺绕环实验电路：参见图7-8。 设原边线圈N匝（副边可不考虑），截面为S，励磁电流，则  设某时刻t 介质处于某一磁化状态 p 点（见图7-13），这里 。当增大时，在， 图7-13 线圈产生电动势来阻碍电流的增加  为维持电流的数值不变（即不减小），则电源需做额外的功  式中用到为铁芯体积。故对于单位体积铁芯，电源所做的额外功为  此恰为图7-13中阴影部分的面积。因此，磁化一周，对于单位体积铁芯，电源需做额外功为  [注] 考虑一周循环时，有时，有时 ，因而面积有正有负，但最终结果如上。电源额外所做之功，这些能量最终以热量的形式耗散掉。 三、铁磁质分类及微观结构简介 1、分类 按矫顽力的大小划分： (1) 软磁质：，磁滞回线狭长，磁滞损耗小，适于交变磁场。 (2) 硬磁质：，如永磁体，剩磁大，指标有：最大磁能积。 2、微观结构 磁性主要来源与电子自旋磁矩。 在无外场时，电子自旋磁矩形成一个个小的“自发磁化区”——磁畴，形成磁畴是因电子之间存在一种交换作用（纯量子效应），它使电子自旋在平行排列时能量最低。未磁化时，各磁畴内自发磁化方向不同，宏观不显磁性；加外磁场则显示宏观磁性——磁畴扩大疆界，磁饱和时等于每个磁畴中原有磁化强度。