烧结后的铁氧体是由小的晶体组成,这种晶体的大小一般在10~20μm的范围内,磁畴就是存在于这些晶体之中。
在没有外磁场作用时,这些磁畴排列的方向是杂乱无章的,如附图1-3(a)所示,小磁畴间的磁场是相互抵销的,对外不呈现磁性。当一个外加磁场(H)作用于该材料时,磁畴顺着磁场方向转动,加强了铁氧体内的磁场。随着外磁场的加强,转到外磁场方向的磁畴就越来越多,与外磁场同向的磁感应强度就越强,如附图1-3(b)所示。这就是说材料被磁化了。
在这个磁化过程中,异型磁芯,磁畴重新排列必须克服能量势垒,因此,磁化总是滞后于磁场。所谓的“磁滞回线”(见附图1-1),就是这种现象的结果。如果对磁化的抵*并不是很强时,一个特定的磁场强度将会产生很大的感应磁场,铁氧体的磁导率很高。磁滞回线的形状对铁氧体的其他性能有着很强的影响,如磁损。
磁导率 (英文名称:Magnetic permeability) :表征磁介质磁性的物理量。表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后,产生磁通的阻力,或者是其在磁场中导通磁力线的能力,其公式μ=B/H 。
其中H=磁场强度、B=磁感应强度,常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝l对磁导率。
简介
磁导率μ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比,即μ=dB / dH;
通常使用的是磁介质的相对磁导率μr,其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比,即μr=μ/μ0;
相对磁导率μr与磁化率χ的关系是:μr=1 χ;
磁导率μ,相对磁导率μr和磁化率xm都是描述磁介质磁性的物理量。
对于顺磁质μrgt;1;对于*磁质μrlt;1,但两者的μr都与1相差无几 。在大多数情况下,导体的相对磁导率等于1;
在铁磁质中,B与 H 的关系是非线性的磁滞回线,μr不是常量,与H有关,其数值远大于1。
例如,如果空气(非磁性材料)的相对磁导率是1,则铁氧体的相对磁导率为10,磁芯,000,即当比较时,以通过磁性材料的磁通密度是10,000倍。铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000。
涉及磁导率的公式:磁场的能量密度=B^2/2μ,在国际单位制(SI)中,相对磁导率μr是无量纲的纯数,磁导率μ的单位是亨利/米(H/m)。
常用的真空磁导率:
常用参数
(1)初始磁导率μi:是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率
(2)****l大磁导率μm:在基本磁化曲线初始段以后,随着H的*,斜率μ=B/H逐渐*,到某一磁场强度下(Hm),磁密度达到****l大值(Bm) ,即
(3)饱和磁导率μS:基本磁化曲线饱和段的磁导率,μs值一般很小,深度饱和时,μs=μo。
(4)微分磁导率,μd∶μd=dB /dH,在(B1,H1)点取微分,可得μd。
可知:μ1=B1/H1,μ△=△B /△H,μd=dB1/dH1,三者虽是在同一点上的磁导率,扁平磁芯,但在数值上是不相等的。
非磁性材料(如铝、木材、玻璃、自由空间)B与H之比为一个常数,用μ。来表示非磁性材料的的磁导率,即μ。=1(在CGS单位制中)或 μ。=4πX10o-7(在RMKS单位制中)。
在众多的材料中,如果自由空间(真空)的μo=1,ET型磁芯,那△么比1略大的材料称为顺磁性材料(如白金、空气等);比1略小的材料,称为反磁性 材料(如银、铜、水等)。磁芯
磁性元件μ1是大有用处的。只有在需要磁屏蔽时,才会用铜等反磁性材料做成屏蔽罩使磁元件的磁 不会辐射到空间中去。扁平磁芯
烧结后的铁氧体是由小的晶体组成,这种晶体的大小一般在10~20μm的范围内,磁畴就是存在于这些晶体之中。磁芯
在没有外磁场作用时,这些磁畴排列的方向是杂乱无章的,如附图1-3(a)所示,小磁畴间的磁场是相互抵销的,对外不呈现磁性。当一个外加磁场(H)作用于该材料时,磁畴顺着磁场方向转动,加强了铁氧体内的磁场。随着外磁场的加强,转到外磁场方向的磁畴就越来越多,与外磁场同向的磁感应强度就越强,如附图1-3(b)所示。这就是说材料被磁化了。
在这个磁化过程中,磁畴重新排列必须克服能量势垒,因此,磁化总是滞后于磁场。所谓的“磁滞回线”,就是这种现象的结果。如果对磁化的抵*并不是很强时,一个特定的磁场强度将会产生很大的感应磁场,铁氧体的磁导率很高。磁滞回线的形状对铁氧体的其他性能有着很强的影响,如磁损。扁平磁芯
2.磁芯的形状
铁氧体磁芯有许多不同的形状,这些形状各异的磁芯各有其特点,适用于制作各种磁性元件。
(1)磁环磁芯。从磁的角度而言,磁环也许是****l佳选择,因为磁环的磁路是一个封闭的形状,因此铁氧体的性能可以****为充分地发挥出来。尤其是对于高磁导率的铁氧体材料,哪怕是一点点气隙都会使得磁导率显著下降。磁环主要应用于脉冲变压器、磁放大器、干扰*线圈(共模电感)等场合。磁环在特定功率处理能力下是****l便宜的磁性元件之一,但是磁环的绕制却是****困难的。
(2)罐型磁芯。罐型磁芯****初是为通信滤波电感而设计的,磁芯几乎包围了所有的线包和骨架,这种结构很好地屏蔽了外部的电磁噪声(EMI)。罐型磁芯的成本要高于其他形状的磁芯,此外其散热性能较差,所以至今还没有适用于大功率场合的产品。
(3)E型磁芯。E型磁芯较罐型磁芯便宜,易于绕制,安装方便。E型磁芯的骨架有立式和卧式两种,立式骨架占用PCB板面积较小但高度很大,卧式骨架正好相反。E型成为****为常用的磁芯形状。可以说EE型磁芯和EI型磁芯具有相同的外形,相同的尺寸,相同的骨架,仅仅在漏磁场分布存在差异,适用于制作开关电源变压器。
(4)EC磁芯。EC磁芯介于E型与罐型之间,窗口面积较大(较罐型磁芯而言),有风道,利于散热。相同面积下圆形中心柱的周长比方形中心柱省11%,减少了铜损,并且绕制的时候圆形要比方形方便。
(5)PQ磁芯。PQ磁芯主要是为开关电源设计的,能在****l小的磁心尺寸下获得****l大的电感量和线包面积,因此这种磁芯能在****l小的高度与体积情况下输出****l大的功率。
(6)其他外形磁芯。