磁場強度H，磁感應強度B有什麼區別？各自代表什麼意義？

這個問題看似簡單，其實裡面的概念非常容易弄錯，真正弄清楚並非易事。

網上的解釋各種各樣，也多是正確的。看了很多解釋，似乎明白了，但為什麼在解決實際問題用到這些知識時還是一頭霧水。正應了一句話：「我學了很多大道理，還是過不好這一生」。

這裡我介紹一種辨析概念的常用方法：初步了解概念→遇到問題→用已有概念解釋→進一步理解概念。

1.講一點H和B的基本概念：（一段圓柱鐵棒為例）

磁荷的觀點：鐵棒是有大量的分子組成的，磁荷觀點來看，鐵棒裡面每個分子可以看作一個有NS極的小磁棒。通常小磁棒是雜亂無章的，磁性相互抵消，宏觀看鐵棒無磁性。將鐵棒放在與鐵棒平行的磁場中（原磁場），小磁棒受到磁場力沿磁場方向轉向，小磁棒前後磁性抵消，只剩鐵棒端部磁性無法抵消，宏觀上看，鐵棒好似一個兩端有磁極的大磁鐵。這個大磁鐵產生的磁場的表徵量就是磁場強度H。磁棒中某點的磁場強度就是原磁場強度與鐵棒產生的附加磁場強度的疊加。

分子環流觀點：分子環流觀點來看，鐵棒裡面每個分子可以看作小線圈（磁偶極子）。通常小線圈是雜亂無章的，磁性相互抵消，宏觀看鐵棒無磁性。將鐵棒放在與鐵棒平行的磁場中（原磁場），小線圈受到磁場力作用，沿磁場方向轉向，線圈平面與鐵棒平面平行，在鐵棒內部相鄰的小線圈電流相反，相互性抵消，只有在鐵棒截面邊緣的小線圈電流未被抵消，宏觀上看，鐵棒好似一個兩端有磁極的大環形電流，這個大環形電流產生的磁場的表徵量就是磁感強度B。磁棒中某點的磁感強度就是原磁場磁感強度與鐵棒產生的附加磁場強度的疊加。

以上的基本知識，沒有新意，在北京大學趙凱華的《電磁學》裡面有介紹。這些知識網上也能搜到，但這些知識仍舊無法解決實際問題。

2.下面講一個具體的應用—充滿鐵芯的螺繞環，進行「概念辨析」，「知識迭代」。

在學習 《 電機學》的第一章便遇到這個頭疼的問題。H和B不是同樣表示磁場強度的物理量嗎，按道理它們應該是一樣的啊？在一個問題里只需用一個量即可，為什麼同時要用H和B？為什麼要用H求B？為什麼大多數人認為《電機學》這門知識難學，一個重要原因便是基礎概念模糊。

這裡和大家一起辨析幾個概念，講一下概念辨析的思路：

概念1：給定的螺繞環無論是否有鐵芯，螺繞環內部某點的磁場強度H是不變的。

磁場強度H=NI，只與線圈的匝數和線圈內的電流有關，這裡的直觀機理是什麼？

回到前面H的來歷。磁荷的觀點認為，H是由位於大磁棒兩端未抵消的小磁棒磁極（磁荷）疊加後產生的。那麼問題來了，環形的鐵芯是個環狀，沒有「兩端」，小磁棒磁極處處抵消，因此鐵芯不會產生附加的磁場強度H『，因此，鐵棒內的磁場仍舊是線圈產生的磁場強度H，只與NI有關，可以用NI求出。

推論：螺繞環空間某點磁場強度H與是否放入磁介質無關。

概念1：給定的螺繞環有無鐵芯，螺繞環內部某點的磁感強度B是變化的。

回到前面B的來歷。 分子環流觀點來看，閉合後的螺繞環是等效大環流仍舊存在，它必產生一個附加磁場B』，從而產生一個可以沿磁路傳導的磁通Φ=B』S，變化的磁通在磁路里傳導到另外一個位置，就生成一個電動勢，變壓器及電機關心的便是這個磁通Φ。

推論：螺繞環空間某點磁感強度B與是否放入磁介質有關。

至此，為了解決《電機學》遇到的第一個問題，我們從一個側面對H和B的概念的認識深入了一步，進行了一次迭代。當然，H和B的概念還有很多「側面」，需要遇到新問題時不斷的升級迭代。

若有其它問題，歡迎諮詢：sdhncn@gmail.com

很多人學習磁場總是一頭霧水，各種名詞太多，關係混亂而且抽象。我在這裡把從高中物理的靜磁場到黑寶書里的內容總結出來，也是自己學習過程的一個體現。

首先，用一張圖來總結磁場中電流及電壓的關係

圖1

這張圖很好的把磁場中的電流及電壓關係展示了出來。 我們先從最難啃的磁芯特性入手。

當你設計電感或者變壓器時，總是會涉及到選取磁芯，拿到產品的datasheet後，總是在前幾頁給你一個B-H圖。如下圖:

圖2 圖片來自：electronics-tutorials

橫軸為H：磁場強度（Magnetic field intensity） 縱軸為 B：磁感應強度（magnetic

初學者看到這個圖總是頭很大。What』s that?

先把這個圖變的簡單一些，假設我們在真空中：

是不是一切變得簡單了許多？

圖3

關於磁場強度H有很多解釋，我比較偏向於把它類比於電場強度，它是一個廢棄的量，至於為什麼廢棄，就是因為人們先前假設有磁荷這種東西，但是後來發現磁場只是電流的另一面，無需深究。

然而磁感應強度B是有特定解釋的：

磁感應強度又叫（磁通密度）：表示垂直穿過單位面積的磁力線的多少。既然這裡提到了磁通密度，我們就需要了解一下什麼是磁通，它是磁通量（magnetic flux）的簡稱。磁通量的定義就是磁感線穿過平面S的數量。需要注意的是，一個閉合曲面：球體，穿過其的磁通量為零。

圖4

好了，了解了這幾個概念後我們就可以回到真空中的B-H圖了，圖中直線的斜率就是B磁感應強度和H磁場強度的關係了， 我們把其斜率定義為磁導率μ（permeability）。在真空或者空氣中，μ=1.256*10e（-6）H/m.

那麼問題來了，為什麼圖2 中的B-H線不是直線呢？

圖2

B-H曲線也叫遲滯回線（hysteresis loop），這個曲線是鐵磁性材料特有的曲線，如果一個從沒有被磁化的磁鐵，當增加H磁場強度時，它的磁感應強度B會沿著圖中的虛線上升，當到達a點時，即使再增加H，B幾乎沒有很大的改變，這個時候鐵磁材料達到了磁飽和（磁疇方向一致）。當H減小到0時，B將會從a點移動到b點，我們發現它並沒有按原來的路線返回，而是滯後於H的變換，我們叫這種現象為磁滯（residual