为了简单起见，在练习使用安培环路定律和磁路中的欧姆定律时都将铁芯的磁导率假定为一个常数。然而，事实并非如此。
电机和变压器的铁芯通常使用铁磁材料制作而成。铁磁材料的磁导率会随着磁场的变化而变化，不像真空磁导率那样一成不变。
本节将详细介绍展现铁磁材料特点的磁化曲线。
上图中是一个矩形铁芯，铁芯的左侧边上绕有一个 N 匝线圈。铁芯的横截面积为 A，铁芯的平均长度为 lc。
如果我们给线圈通电，将电流 (i) 从零开始一点点地增加至最大限度，就可以记录铁芯在这个过程中的磁通量变化情况。然后，再以磁动势 (Fm = Ni) 为横轴、磁通量 (φ) 为纵轴绘制图表，如下：
根据安培环路定律，磁场强度 (H) 与磁动势成正比。根据磁通量的计算公式，磁场密度 (B) 与铁芯中的磁通量也成正比。
\[H = \frac{Ni}{l_c} = \frac{F_m}{l_c} \\\] \[B = \frac{\phi}{A}\]因此，如果以磁场强度为横轴、以磁通密度为纵轴绘制图表，得到的图表形状将与 Fm—φ 曲线相似。
这两个图表都叫做磁化曲线。但人们说起磁化曲线的时候一般是指 H—B 曲线，因为它更为常用。
从磁化曲线（以 H—B 曲线为例）上看，随着磁场强度（线圈中的电流）逐渐增大，铁芯中的磁通密度变化会经历三个阶段：
开始时，铁芯中的磁通密度会因为磁场强度的增加而急速提升（大体上呈线性增长）。磁化曲线上的这一段，叫做非饱和区。
然后，铁芯中的磁通密度仍会随着磁场强度的增加而增加，只是增速逐渐放缓。磁化曲线上的这一段看起来特别像弯曲的膝盖，所以被叫做膝部。膝部的起点，叫做膝点。
最后，铁芯中的磁通密度几乎不再变化了（无限趋近于一个常数），即使磁场强度仍然在增加。磁化曲线上的这一段，叫做饱和区。
根据磁通密度与磁场强度的关系式可以知道，磁化曲线上每一点的斜率就是铁芯在这个点对应的磁场强度（H）上的磁导率。
在非饱和区，铁芯的磁导率高且相对稳定。但在饱和区，铁芯的磁导率已经降到了一个很低的水平。
对于电机和变压器来说，铁磁材料最大的优势是拥有很高的磁导率。磁动势一定的情况下，铁磁材料能比空气产生多得多得多的磁通量。
电动机依靠磁通量产生扭矩，发电机依靠磁通量产生电压。因此在电机设计中，总是希望获得尽可能多的磁通量。
如果要求铁芯的磁导率是常数，就像本文开头说到的假设那样，那么铁芯要么得工作在非饱和区，要么得工作在饱和区。在饱和区，铁芯的磁导率很低，完全没有了铁磁材料的优势。在非饱和区，虽然铁芯的磁导率处于较高水平，但磁场强度不太高，而且范围很窄，也不能将磁通量最大化。
因此在设计电机和变压器时，通常将铁芯的工作点选择在磁化曲线的膝部（膝点附近）。在膝部，铁芯的磁导率不是常数，即铁芯中的磁通量与磁场强度是非线性关系。电机和变压器工作中产生的很多奇异现象，都与这种非线性关系有关。
