什麼是渦電流損
交流下磁通變化時，磁性體中感應之渦電流的焦耳熱所造成的損失。與板厚及頻率的2次方成正比，與電阻率成反比。
日文名稱: 渦電流損失
「渦電流損」出現在2領域的4道練習題中（磁性材料, 電子、磁性與光學材料等）。
這個名詞所屬的領域: 磁性材料
鐵損的組成
在交流使用的變壓器或馬達鐵芯中，每次反覆磁化時能量都以熱的形式損失，這稱為鐵損。鐵損大致分為對應磁滯迴線面積的磁滯損，以及磁通變化在鐵芯中感應之電流的焦耳熱所造成的渦電流損。每一週期的磁滯損幾乎一定，因此磁滯損與頻率成正比，渦電流損則與頻率的2次方成正比。頻率越高，渦電流損的比例越大，因此在高頻用途中，抑制渦電流成為材料選擇的核心。
薄板的古典式
對厚度t、電阻率ρ的薄板，通入頻率f、最大磁通密度Bm的正弦波磁通時，單位體積的渦電流損以 P = π²t²f²Bm²/(6ρ) 表示（可忽略集膚效應時）。例如對 t = 0.35 mm、ρ = 4.8×10⁻⁷ Ω·m 的3%矽鋼片施加50 Hz、1.5 T，以密度7.65 g/cm³計算約為0.31 W/kg。同一板材把頻率提高到400 Hz時，損失變為 (400/50)² = 64倍。損失與板厚的2次方成正比、與電阻率成反比，因此變薄與提高電阻率是對策的基本。
與古典式的差距（異常渦電流損）
從實際電磁鋼片量測的鐵損中扣除磁滯損與古典式的渦電流損，還會剩下相當的量。這稱為異常渦電流損（過剩損失），是因為渦電流並非均勻流過整個板，而是集中在移動的磁壁附近流動而產生。磁區越大、磁壁數越少，每片磁壁就移動得越快，此損失也越大。在方向性電磁鋼片表面以雷射加入細溝或應變使磁區細化，就是為了減少此損失。在分離損失的分析中，有時當作與頻率的1.5次方成正比的項處理。
材料與結構上的對策
要減少渦電流，可把電流路徑切細，或提高材料的電阻率。電磁鋼片是把表面附有絕緣被膜的薄板疊層，並在鐵中加入約3%的矽，使電阻率提高到純鐵的數倍。也有把矽增加到6.5%的鋼片。在kHz以上的頻率，使用厚約20～30 µm的非晶質合金薄帶、把絕緣粉末固化的壓粉磁芯，以及電阻率極高的鐵氧體。另一方面，渦電流的焦耳熱在感應加熱與IH爐、渦電流制動、檢查金屬表面缺陷的渦電流探傷中被積極利用。
練習渦電流損的題目
設電磁鋼片的渦電流損與板厚t、頻率f、最大磁通密度Bm的 t²f²Bm² 成正比（電阻率相同）。在相同頻率與磁通密度下，將板厚從0.50 mm減薄到0.35 mm，渦電流損約變為原來的幾倍？
- A約0.34倍
- B約0.49倍
- C約0.70倍
查看答案與解析
正確答案：B. 約0.49倍
渦電流損與板厚的2次方成正比，因此 (0.35/0.50)² = 0.70² = 0.49，約為原來的0.49倍，也就是約一半。約0.70倍是以為與板厚成正比的值，約0.34倍是以為與3次方成正比的值。板越薄，磁通變化在板斷面上感應的電動勢越小，電流流動的路徑也越窄，因此損失隨板厚的2次方減少。所以鐵芯是由表面絕緣的薄鋼片疊層製成。但磁滯損幾乎與板厚無關，因此鐵芯損失的總和不會降到一半。添加Si以提高電阻率，也是抑制渦電流的方法。
常見問題
渦電流損與磁滯損有何不同？
磁滯損是磁壁移動或磁化轉動之不可逆性造成的損失，每一週期的值不太隨頻率改變，因此損失與頻率成正比。渦電流損是感應電流的焦耳熱，與頻率的2次方成正比，並強烈取決於板厚與電阻率。
為何在電磁鋼片中加入矽？
因為矽能大幅提高鐵的電阻率，可減少渦電流損。磁晶異向性與磁致伸縮也會變小，有助於提高磁導率。但加入過多時飽和磁通密度下降，鋼片變脆而不易軋延，因此通常控制在3%左右。
頻率提高時使用什麼材料？
商用頻率（50/60 Hz）用電磁鋼片，數百Hz～數kHz用薄的電磁鋼片或非晶質合金，數十kHz以上則常用奈米晶合金或鐵氧體。頻率越高，越需要薄且電阻率高的材料。但分界隨用途與磁通密度而變。
解析中的「渦電流損」
渦電流損與板厚的2次方成正比，因此 (0.35/0.50)² = 0.70² = 0.49，約為原來的0.49倍，也就是約一半。
設電磁鋼片的渦電流損與板厚t、頻率f、最大磁通密度Bm的 t²f²Bm² 成正比（電阻率相同）。在相同頻率與磁通密度下…此外也要求磁導率與飽和磁通密度大，並為了減少渦電流損而要求電阻高，因此使用方向性電磁鋼片（矽鋼片）、肥粒鐵（ferrite）、非晶質合金等。
適用於變壓器鐵芯的軟磁材料的特徵，下列何者正確？磁滯損與頻率成正比，渦電流損大致與頻率的2次方成正比，因此在高頻下使用的電源或馬達，會使用肥粒鐵這類電阻高的材料或薄的疊層鋼片。
某鐵芯材料的磁滯曲線面積（每1個週期的損失）為50 J/m³。將體積0.010 m³的鐵芯以50 Hz交流使用時，磁滯…添加Si是為了提高電阻率以減少渦電流損。
用於變壓器鐵芯的方向性電磁鋼片（Fe-約3%Si），沿軋延方向磁化時損失特別小且磁導率高，其原因何者正確？