聯(lián)系人:楊小姐
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發(fā)布日期:2022-05-30 08:25:25 訪問(wèn)次數(shù):531
鐵磁芯或鐵芯電感器使用由鐵磁或亞鐵磁材料(例如鐵或鐵氧體)制成的磁芯來(lái)增加電感。磁芯可以通過(guò)增加磁場(chǎng)由于其較高的磁導(dǎo)率將線圈的電感增加數(shù)千倍。然而,磁芯材料的磁性會(huì)導(dǎo)致一些副作用,這些副作用會(huì)改變電感器的行為并需要特殊結(jié)構(gòu):
核心損失
由于兩個(gè)過(guò)程,鐵磁電感器中的時(shí)變電流會(huì)在其磁芯中產(chǎn)生時(shí)變磁場(chǎng),從而導(dǎo)致磁芯材料中的能量損失以熱量的形式耗散:
渦流
根據(jù)法拉第感應(yīng)定律,變化的磁場(chǎng)可以在導(dǎo)電金屬芯中感應(yīng)出電流循環(huán)回路。這些電流中的能量在核心材料的電阻中以熱量的形式消散。能量損失的數(shù)量隨著電流環(huán)路內(nèi)的面積而增加。
滯后
改變或反轉(zhuǎn)核心中的磁場(chǎng)也會(huì)由于其組成的微小磁疇的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致?lián)p耗。能量損失與磁芯材料 BH 圖中磁滯回線的面積成正比。低矯頑力的材料具有狹窄的磁滯回線,因此磁滯損耗也很低。
鐵損對(duì)于磁波動(dòng)頻率和磁通密度都是非線性的。磁波動(dòng)頻率是電路中交流電流的頻率;磁通密度對(duì)應(yīng)于電路中的電流。磁波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生磁滯,磁通密度會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生渦流。這些非線性與飽和的閾值非線性不同。鐵損可以用 Steinmetz 方程近似建模。在低頻和超過(guò)有限的頻率跨度(可能是 10 倍)時(shí),鐵芯損耗可以被視為具有最小誤差的頻率的線性函數(shù)。然而,即使在音頻范圍內(nèi),磁芯電感器的非線性效應(yīng)也很明顯且值得關(guān)注。
飽和。
如果通過(guò)磁芯線圈的電流足夠高以至于磁芯飽和,則電感會(huì)下降,電流會(huì)急劇上升。這是一種非線性閾值現(xiàn)象,會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真。例如,音頻信號(hào)可能會(huì)在飽和電感器中遭受互調(diào)失真。為了防止這種情況,在線性電路中,通過(guò)鐵芯電感的電流必須限制在飽和水平以下。為此,一些疊片鐵芯在其中具有狹窄的氣隙,而壓粉鐵芯具有分布的氣隙。這允許更高水平的磁通量,從而在電感飽和之前通過(guò)更高的電流。
居里點(diǎn)退磁
如果鐵磁或亞鐵磁芯的溫度上升到特定水平,磁疇就會(huì)解離,材料變?yōu)轫槾判裕辉倌軌蛑С执磐?。電感下降,電流急劇上升,?lèi)似于飽和期間發(fā)生的情況。效果是可逆的:當(dāng)溫度低于居里點(diǎn)時(shí),電路中電流產(chǎn)生的磁通量將重新排列核心的磁疇,其磁通量將恢復(fù)。鐵磁材料(鐵合金)的居里點(diǎn)相當(dāng)高;鐵在 770°C 時(shí)最高。但是,對(duì)于某些亞鐵磁性材料(陶瓷鐵化合物 - 鐵氧體),居里點(diǎn)可能接近環(huán)境溫度(低于 100°C)。
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