揭示：電子變壓器的磁性基本現(xiàn)象

電子在導(dǎo)體內(nèi)總是沿著阻力最小的路線流動(dòng)。在導(dǎo)體表面及近表層的結(jié)構(gòu)元與導(dǎo)體表面基本平行，電子在其間換位流動(dòng)阻力較小。而在導(dǎo)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)元呈上下、左右、前后空間排列，電子在其間定向流動(dòng)要受到五個(gè)方向的阻力，（而在表面只有三個(gè)方向的阻力）可見電子在導(dǎo)體表層附近運(yùn)行的阻力要比在內(nèi)部小得多，這樣就導(dǎo)致了電流的集膚效應(yīng)。

其二，當(dāng)電子在導(dǎo)線內(nèi)移動(dòng)時(shí)，在其運(yùn)動(dòng)的垂直方向伴生著磁場(chǎng)，（右手定則）其它電子在磁場(chǎng)的作用下向逐步向周邊發(fā)散移動(dòng)，于是移向了導(dǎo)線的表層附近，形成了電流的集膚效應(yīng)。

其三，當(dāng)然還有溫度的影響：在導(dǎo)體內(nèi)部，電阻產(chǎn)生的熱不易散發(fā)，溫度較高，價(jià)和電子運(yùn)轉(zhuǎn)的速率高，線路不是很扁平，這樣就導(dǎo)致了電子通路相對(duì)窄小，電阻就高。在導(dǎo)體的表面，散熱快、溫度低，價(jià)和電子運(yùn)轉(zhuǎn)的速率低，線路扁平，這樣就導(dǎo)致了電子通路相對(duì)寬大，而故導(dǎo)體表面電阻小，外來(lái)電子運(yùn)行較快，這也是電流集膚的原因之一。 尖端放電 當(dāng)導(dǎo)體的某部分做得很細(xì)很尖時(shí)，尖端部分的表面積相對(duì)較大，換位移動(dòng)到此的電子密度相對(duì)較大，在尖端部分甚至有些擁擠，有部分電子在擁擠中從尖端溢出，于是就導(dǎo)致了尖端放電現(xiàn)象。

磁性基本現(xiàn)象

從「磁性來(lái)源」中我們了解到，某些原子的核外電子的自旋磁矩不能抵消，從而產(chǎn)生剩余的磁矩。但是，如果每個(gè)原子的磁矩仍然混亂排列，那么整個(gè)物體仍不能具有磁性。只有所以原子的磁矩沿一個(gè)方向整齊地排列，就像很多小磁鐵首尾相接，才能使物體對(duì)外顯示磁性，成為磁性材料。這種原子磁矩的整齊排列現(xiàn)象，就稱為自發(fā)磁化。既然磁性材料內(nèi)部存在自發(fā)磁化，那么是不是物體中所有的原子都沿一個(gè)方向排列整齊了呢？當(dāng)然不是，否則，凡是鋼鐵等就會(huì)永遠(yuǎn)帶有磁性，成為一塊大磁鐵，永遠(yuǎn)能夠相互吸引了（實(shí)際上，兩塊軟鐵不會(huì)自己相互吸引）。事實(shí)上，磁性材料絕大多數(shù)都具有磁疇結(jié)構(gòu)，使得它們沒有磁化時(shí)不顯示磁性。

磁疇：

所謂磁疇，是指磁性材料內(nèi)部的一個(gè)個(gè)小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)部包含大量原子，這些原子的磁矩都像一個(gè)個(gè)小磁鐵那樣整齊排列，但相鄰的不同區(qū)域之間原子磁矩排列的方向不同，如右圖所示。各個(gè)磁疇之間的交界面稱為磁疇壁。宏觀物體一般總是具有很多磁疇，這樣，磁疇的磁矩方向各不相同，結(jié)果相互抵消，矢量和為零，整個(gè)物體的磁矩為零，它也就不能吸引其它磁性材料。也就是說(shuō)磁性材料在正常情況下并不對(duì)外顯示磁性。只有當(dāng)磁性材料被磁化以后，它才能對(duì)外顯示出磁性。下圖為在顯微鏡中觀察到的磁性材料中常見的磁疇形狀，其中左面是軟磁材料常見的條形疇，黑白部分因?yàn)椴煌拇女犉浯啪胤较虿煌哂胁煌牧炼?，它們的交界面就是疇壁；中間是樹枝狀疇和疇壁；右面是薄膜材料中可以見到的磁疇形狀。實(shí)際的磁性材料中，磁疇結(jié)果五花八門，如條形疇、迷宮疇、楔形疇、環(huán)形疇、樹枝狀疇、泡狀疇等。

既然磁疇內(nèi)部的磁矩排列是整齊的，那么在磁疇壁處原子磁矩又是怎樣排列的呢？在疇壁的一側(cè)，原子磁矩指向某個(gè)方向，假設(shè)在疇壁的另一側(cè)原子磁矩方向相反。那么，在疇壁內(nèi)部，原子磁矩必須成某種形式的過渡狀態(tài)。實(shí)際上，疇壁由很多層原子組成。為了實(shí)現(xiàn)磁矩的轉(zhuǎn)向，從一側(cè)開始，每一層原子的磁矩都相對(duì)于磁疇中的磁矩方向偏轉(zhuǎn)了一個(gè)角度，并且每一層的原子磁矩偏轉(zhuǎn)角度逐漸增大，到另一側(cè)時(shí)，磁矩已經(jīng)完全轉(zhuǎn)到和這一側(cè)磁疇的磁矩相同的方向。上圖給出了典型的磁疇壁結(jié)構(gòu)示意圖。

居里溫度：

對(duì)于所有的磁性材料來(lái)說(shuō)，并不是在任何溫度下都具有磁性。一般地，磁性材料具有一個(gè)臨界溫度Tc，在這個(gè)溫度以上，由于高溫下原子的劇烈熱運(yùn)動(dòng)，原子磁矩的排列是混亂無(wú)序的。在此溫度以下，原子磁矩排列整齊，產(chǎn)生自發(fā)磁化，物體變成鐵磁性的。

利用這個(gè)特點(diǎn)，人們開發(fā)出了很多控制組件。例如，我們使用的電飯鍋就利用了磁性材料的居里點(diǎn)的特性。在電飯鍋的底部中央裝了一塊磁鐵和一塊居里點(diǎn)為105度的磁性材料。當(dāng)鍋里的水分干了以后，食品的溫度將從100度上升。當(dāng)溫度到達(dá)大約105度時(shí)，由于被磁鐵吸住的磁性材料的磁性消失，磁鐵就對(duì)它失去了吸力，這時(shí)磁鐵和磁性材料之間的彈簧就會(huì)把它們分開，同時(shí)帶動(dòng)電源開關(guān)被斷開，停止加熱。