早在三千多年以前，我国劳动人民就发现了磁石吸铁的现象。到战国时期，人们已经知道把天然磁石磨成勺子的样子，放在光滑的铜板上，勺子把会自动指向南方（图1），古书上称它为“司南”，这就是最早的指南针。在上一世纪初，丹麦学者奥斯特第一个观察到电流对磁针的作用。英国科学家法拉第在1831年发现了电磁感应的规律。从此，磁现象和磁性材料的研究与应用，成了电工学和电子学中的一个重要范畴。
磁铁有哪些性质
磁石吸铁的特性叫磁性。用一块天然磁石沿一定方向多次磨擦一根钢针，就能使钢针带上磁性（图2），这个过程叫磁化。钢以及掺有钴、镍等金属的合金，经过磁化以后，能长久地保持磁性，人们称它们为永久磁铁。常用的直流电流表、电度表、扬声器、耳机等许多电气设备中，都应用着永久磁铁。
如果把铁屑撒在条形或马蹄形永久磁铁的周围（图3），铁屑就会自动集结在磁铁的两端，而在其余的部位，却几乎看不到有铁屑被吸引上去。这个现象说明，磁性最强的部位，集中在磁铁的两端，这两端称为磁极。
如果用一根细线把磁铁悬挂起来（图4），使它能自由地旋转，它总是沿着一个磁极指南、另一个磁极指北的方向静止下来。指向南方的叫南极（S极），指向北方的叫北极（N极）。就象正、负两种电荷有同性相斥、异性相吸的作用一样，两个磁极之间也存在着相互作用的力。由图5的实验可见，同性磁极（N与N或S与S）之间互相排斥，而异性磁极（N与S）之间互相吸引。很多电气设备，如电动机、蜂鸣器、扬声器等等，就是利用这种作用力进行工作的。但是，两种磁极与两种电荷毕竟还是不同的。正电荷与负电荷可以分离，可是要得到单独存在的南极和北极却是不可能的。即使把一根条形磁铁分成许多段，每一段总还具有南、北两个相反的磁极（图6）。
奇妙的曲线——磁力线
为了进一步了解磁铁的性质，让我们做一个小实验。在一根条形磁铁上面，盖上一块玻璃，上面撒上薄薄的一层细铁粉，用手指轻轻敲动玻璃，铁粉就在两个磁极附近的区域里排列成规则的曲线（图7）。如果事先在玻璃表面涂上一层石蜡，在石蜡上面再形成上述铁粉的图形，稍稍加热，使石蜡熔化再凝固，就能把这些悦目的线条保存下来。
这些铁粉构成的曲线说明什么呢？散布在磁铁附近的铁粉，是许许多多铁的小颗粒，它们被磁铁磁化后也获得了磁性，成为一个个微小的磁铁。它们处在条形磁铁的两个磁极之间，沿着所受到的磁力的方向排列起来，形成有规则的曲线——磁力线。要确定磁力线的方向可以如图8那样，在条形磁铁的周围放一些小磁针。可以看到，它们是顺着同一个指向排列起来的。我们把小磁针北极所指的方向规定为磁力线的方向。可见，在磁铁的外部，磁力线从北极出发进入南极，在磁铁的内部则是从南极指向北极。一根根磁力线都是连续的，形成一个个闭合的环路。
我们用两根条形磁铁和铁粉再做一项实验。如图9所示，当两个异性磁极相对靠拢时，从N极放射的磁力线，能无阻碍地被S极吸引过去，所以从这个图形也可以看出磁力线是连续的。可以把磁力线想象成如同橡皮筋一样具有拉力，把两个异性磁极拉拢在一起。如果把两个同性磁极相对靠拢（图10）时，两个N板都放射磁力线，但磁力线并不互相交叉，而是互相推挤，形象化地表示了同性磁极互相排斥的作用。
由磁力线分布图形还可以看到，磁力线越是密集，磁力就越强；磁极磁性的强弱，与它所发出的磁力线的总根数成正比磁力的作用范围——磁场在磁铁周围的空间中有磁力的作用，这种作用是通过它周围的一种特殊物质——磁场来传递的。让我们再来做一个小实验；拿一块磁铁渐渐地靠近一堆铁屑，可以看到，在磁铁还没有碰触到铁屑之前，铁屑就已经能被磁铁吸引起来了。磁场如同是磁铁的延长，虽然我们看不见磁场，它却和实物一样地存在着。
把一个磁针先后放在磁场内的不同地点，将会发现磁针所受的力大小不同。距离磁极越近，受力越大，表明磁场越强；而在距离磁极较远的地方，就几乎感觉不到磁力的作用。
磁场的分布情况可以用磁力线来描绘。通常，用磁力线的密度来比较磁场中各点磁力的强弱。在与磁力线相垂直的方向上，穿过单位面积的磁力线的根数叫磁感应强度，用符号B表示（图11），它的单位是高斯。显然，B越大说明磁力线的密度越高，磁场越强，反之，B越小说明磁力线的密度越低，磁场越弱。磁感应强度B是个矢量，也就是说它不但有数量大小，而且还是有方向的量。某一点磁感应强度的方向，是与这点的磁场方向一致的，也就是在磁力线上通过这点所作的切线的方向。
在一个磁极的周围，各点磁场的强弱除了与各点和磁极间的距离有关以外，还与包围磁极的物质（称媒介质）有关。当其他条件相同时，在有些媒介质中的磁感应强度要比在真空中强些，而在另一些媒介质中的磁感应强度要比在真空中弱些。通常用相对导磁率μ来表示在其他条件相同的情况下，媒介质中的磁感应强度是真空中的多少倍。μ值越大，说明该物质的导磁性能越好。铁、硅钢片、坡莫合金、铁淦氧体等都具有较高的导磁率，在这类物质中所产生的磁感应强度要比在真空中的强千万倍，它们在电机、变压器、仪表等电气设备和电子设备中应用很广。
磁场中某一点的磁感应强度与导磁系数的比值，就是这一点的磁场强度，通常用H来表示。它的公式可以写做：H=\(\frac{B}{μ}\)，它的单位是安培／米。（张学志 颜超 宋东生编译)