在测量饱和磁感应强度时,判断磁饱和临界点的核心逻辑是:当外磁场(磁化场)持续增大,但材料的磁感应强度几乎不再随之增加,或增加幅度变得极小且趋于稳定时,即认为材料达到磁饱和。具体可通过以下直观方法判断:
一、从 “磁场 - 磁感应强度” 曲线(B-H 曲线)形态判断
这是最核心、最常用的方法,适用于通过磁滞回线仪、磁化特性测试仪等设备获取 B-H 曲线的场景:
1、未饱和阶段:
曲线呈 “快速上升” 趋势 —— 随着外磁场(H)的增大,磁感应强度(B)会明显、持续地提升,曲线斜率较大。
2、接近饱和阶段:
曲线上升速度逐渐放缓 ——H 继续增大,但 B 的增长幅度开始变小,曲线斜率逐渐减小,从 “陡峭” 转向 “平缓”。
3、饱和临界点:
曲线基本趋于 “水平”—— 当 H 增加到某一数值后,即使继续加大 H(比如增加 10%~20% 的 H),B 的变化量也极小(通常远小于之前增幅的 1%~5%),曲线几乎与横轴(H 轴)平行,此时对应的 B 值即为饱和磁感应强度,该 H 值为 “饱和磁场”。
例如:在测试硅钢片时,当 H 从 1000 A/m 增加到 1500 A/m,B 从 1.6T 升至 1.75T(增幅 0.15T);继续将 H 增至 2000 A/m,B 仅升至 1.78T(增幅 0.03T);再增 H 到 2500 A/m,B 仍维持 1.78T—— 此时即可判断 B=1.78T 为饱和临界点。
二、 从 “磁感应强度随时间 / 磁场的变化率” 判断
若无法直接观察完整 B-H 曲线(如简易磁化实验),可通过监测 B 的 “变化幅度” 来判断:
逐步增大外磁场(如每次增加固定的电流以提升 H),并记录每次 H 增大后对应的 B 值。
计算相邻两次 H 增加时,B 的 “增量”:
1、未饱和时:
B 的增量稳定且较大(如每次增 H 后,B 增 0.1T 以上);
2、接近饱和时:
B 的增量明显减小(如从 0.1T 降至 0.02T);
3、达到饱和:
连续 2~3 次增大 H 后,B 的增量均小于某个极小值(如 < 0.005T),即认为进入饱和状态。
三、结合材料特性的 “经验参考” 辅助判断
不同磁性材料的饱和磁场有大致范围,可作为初步参考(需结合实际测试验证):
1、软磁材料(如硅钢片、坡莫合金):
饱和磁场较低,通常 H 在几百~几千 A/m 时即可饱和,若 H 已超过 10000 A/m 但 B 仍在快速上升,可能是测试误差或材料未进入真实饱和。
2、硬磁材料(如钕铁硼、铝镍钴):
饱和磁场较高,通常需 H 达到几万~几十万 A/m 才会饱和,若 H 未达到该范围,B 的上升可能仍处于 “未饱和阶段”。
例如:测试普通钕铁硼磁钢时,若 H 仅加至 5000 A/m,B 仍在上升,显然未达饱和;需继续提升 H 至 20000 A/m 以上,观察 B 是否趋于稳定。
判断磁饱和临界点的核心是 “磁场增而磁感应强度不增(或微增) ”,无论是通过 B-H 曲线的 “水平段”、B 增量的 “极小化”,还是结合材料的饱和磁场经验范围,最终都需回归到 “外磁场与磁感应强度的变化关系” 这一本质,确保 B 的增长完全 “跟不上” H 的增长,且这种稳定状态可重复验证(多次增大 H,B 均无明显变化)。