磁気飽和についての基礎知識まとめ（理論）

磁気飽和についての概略

鉄のような強磁性体に磁界Hを0から加増すると、下図のように磁束密度Bが磁界Hに対して増加する。

図：磁化曲線（B-H曲線）

さらに磁界Hが大きくなるとBの増加量が小さくなって、ついにはBは飽和し一定値に達する現象を磁気飽和という。

計算式からわかる磁気飽和

磁束密度Bと磁界Hの関係は、
B = μH [T]
※BがHに比例関係にある間は磁束密度μは一定
　しかし、飽和という現象が示すように、磁束密度μは常に一定ではない。
　この「磁束密度Bは一定の磁界H以上に増加しない」ことを磁気飽和現象という。

ヒステリシスループによる磁気飽和の説明

磁気飽和は透磁率μで整理する。
透磁率μは、真空の透磁率μ₀[H/m]と真空以外の一般の物質の透磁率μsとの積で表される。

μs＝μ/μ₀
→μ＝μs・μ₀[H/m]

μ0＝ 4π×10^-7 (H/m)
μsは軟鉄で数千（1000くらい）、パーマロイでは10⁶以下。真空中のμsは1で、空気中もほぼ同様に扱われます。

したがって、鉄心が磁気飽和する前は、透磁率μは一定になり比透磁率μS によって磁束密度が決まる。
磁気飽和した場合、真空の透磁率μ0 が優勢となりμが小さくなる。
鉄のような磁性体にはヒステリシス特性がある（上図：ヒステリシスループ参照）。