磁饱和

磁饱和是铁磁性或亚铁磁性材料（例如铁、镍、钴、锰和它们的合金等）中的一種特性。在磁饱和之前，若增大外加磁場强度H，材料會磁化，磁通密度B會對應增加，但當磁場强度H大到一定程度，磁通密度B只會因真空磁导率而緩慢增加，此即為磁饱和。 

 说明 
磁饱和的特性可以在其磁化曲线（也叫BH曲线或磁滞曲线）中看出，即该曲线向右弯曲的部分（见右图）。当磁场强度 H 增加时，磁感应强度 B 逐渐趋于一个最大值。在磁饱和之后，磁感应强度 B 仍在逐渐增加，但比达到饱和度前的增长速率小了3个。

磁场强度 H 和磁感应强度 B 的关系可以用磁导率：或相对磁导率表达，当中的 是真空磁导率。磁性金属的磁导率不是一个恒定不变的量，而是取决于磁场强度 H 。在會磁饱和的金属中，相对磁导率随磁场强度 H 的增加达到一个最大值，然后随着它的饱和发生转变再减小，最後會變為1。

不同的材料有着不同的饱和度。例如，被用于变压器中的高导磁性铁合金，在磁感应强度為1.6-2.2特斯拉（T）饱和，然而铁氧体在0.2-0.5T饱和。某些非晶态金属合金在1.2-1.3T达到饱和，μ合金在0.8T达到饱和
。


 解释 

鐵磁性材料（像铁）在微观上由一个个磁畴构成，它们的作用就像微小的永磁体，可以改变它们磁化的方向。在外部的磁场施加在材料之前，这些磁畴的磁场随机排列互相抵消，所以整体上的磁场小到足以忽略。当一个外部的磁场强度H施加在材料後，它進入材料然后重新排列磁畴，造成那些小磁场转变方向然后与外磁场平行，相加后形成从材料中发出的大磁场。这就稱為磁化。施加的磁场强度H越大，磁畴转变方向而形成的磁感应强度B越大。当外部磁场强度大於某定值後，磁场强度再加大所產生的磁感应强度變化已可忽略，此時磁化強度接近定值，此時即為磁饱和。磁饱和不代表全部磁畴都對正外部磁場的方向。飽和時的磁畴結構會隨溫度而不不同。

 影响和用途 
磁饱和限制了铁氧體磁芯的磁铁和变压器能达到的最大磁场（约为2特斯拉），也限制了它们的最小磁芯，这也是为什么高功率电动机、发电机、及電力用变压器的体积那么大的一个重要原因，因为它们必须有一个大磁芯。

在变压器与电感器这類利用铁芯及磁場運作的元件中，当足够大的电流通过时，它们磁芯的磁場也会达到饱和，此时它们的运转為非线性的，也就是说通过改变电流，可以使这些磁芯的电感与其他性质随之改变。在线性电路中这是不希望出现的现象。当施加交流电信号的时候，这种非线性会造成一次谐波和互调失真。为了避免这种现象，必须限制施加在铁芯电感上的信号强度，使铁芯不会磁饱和。为了减小这种影响，在一些变压器磁芯中会有一些气隙。在饱和电流是通過線圈後會使磁芯饱和的電流，这會列在电感器与变压器厂商提供的规格書中。

不過有些電子設備也會應用磁饱和的特性。例如在弧焊中用饱和变压器芯限制电流。在中，磁饱和的作用相当于稳压器。当原电流超过某一特定值时，芯进入一种饱和状态，限制次级电流的进一步递增。在更复杂的应用中，和使用一个直流电通过一个独立离的线圈来控制电感器的阻抗。在控制绕组中，变化的电流使操作点在饱和曲线中上下移动，控制通过电感器的交流电。在萤光灯、镇流器中和功率控制系统中會用到這類的特性。

在及磁通門磁强计中也有用到磁饱和的特性。

 參見條目 
磁
磁场
磁场强度
磁阻
波門杜爾鐵鈷合金

 参考 

C
C
C

de:Ferromagnetismus#Sättigung