聊聊关于电感的磁芯各方面知识

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B-H磁滞回线理解

横坐标是磁场强度 H,纵坐标为磁感应强度 B,仅从字面上难以理解它们之间的区别。磁场强度 H 通常是通电电流产生的,所以可以理解为通电线圈本身,没加任何介质材料时产生的磁场强度。而 B 呢,就是填充上磁性材料是总的磁感应强度。H 主要与电流大小相关,而 B 与磁性材料相关。B-H 磁滞回线描述的是磁性材料反复磁化的特性。

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我们先看 OS 这一段,磁性材料如果先前没有磁化过,那么初始磁性为 0,就在 O 点,这时如果进行磁化,增大 H,那么会沿曲线到达 S 点,S 点处,完全磁饱和。这个时候如果减小 H 到 0,并不会回到 O 点,只会回到 Br 点,Br 为剩磁,这是因为部分磁畴发生了刚性偏转。因为剩磁的存在,理论上磁性材料再也回不到 O 点了,除非加热到居里温度。这种磁化曲线与退磁曲线不重合,B 的改变滞后 H 的现象称为磁滞现象。

到达 Br 后,继续施加反向的磁场,到达 -Hc 处,此时 B 才能为 0。Hc 也叫矫顽磁力。意义就是,由于磁滞现象,要使磁介质中的 B 为 0,需要一定的反向磁场强度。

继续增大反向的磁场,到达 -Hs 处,此时发生反向磁饱和。如果此时减小反向的磁场到 0,就会到 -Br 点,再增大正向磁场会到达 Hc 点,继续增大会会到 S 点。这就是一个完整的磁滞回线。

我们理解这个磁滞回线有什么用呢?

很容易想到,永磁体就是那种剩磁 Br 比较大的,属于硬磁材料。

而我们使用的电感,磁芯应是软磁性材料,剩磁比较小。为什么呢?可以这样理解,我们理想的电感是储能元件,有电流时储存能量,没电流时能量被释放,本身并不消耗能量,并且这个能量是磁场能。而实际的磁芯,电流流过时,产生磁场,有了磁场能,然后电流变为 0,因为磁滞现象,磁芯会有剩磁,也就是说磁芯没有把磁场能全部还回来,自己留了一部分,这一部分其实就是磁芯的磁滞损耗了。所以说,磁滞越大,那么损耗也就越大,为了减小损耗,电感磁芯自然就选择软磁铁材料了。

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另外,我们可以推断出,电流达到一定值之后,电感感量会随电流的增大也减小。因为 B=uH,所以磁导率 u 是这个曲线的斜率。可以看到,整个曲线类似于 S 型,在电流比较小时, H 与 B 基本是线性的,磁导率 u 基本不变,那么电感感量也不变。而电流比较大时,H 与 B 是非线性的,斜率逐渐变低,也就是说 u 逐渐变小,那么电感的感量也是慢慢变小的。相信到这里,你就能明白,为什么电感规格书手册中,电感与电流的曲线是那样的了。

总结

总结一下,电感的磁芯决定了电感的饱和电流,也决定了电感值与电流的变化曲线,磁滞损耗等等。所以对于常用的磁芯,我们对其特性应该有一些了解。

文章来源:与非网,https://www.eefocus.com/component/473173,作者 炼成之路

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评论  1  访客  1
    • 大吨位油缸 0

      讲解分析的很透彻,不错www.sdlyxt.com

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    匿名网友

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