磁性材料基本知识

磁性材料基本知识

磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料.由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5 微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材

料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定.主要用于高频电感.磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等.

常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种.

磁芯的有效磁导率μe及电感的计算公式为: μe = DL/4N2S × 109

其中:D 为磁芯平均直径(cm),L为电感量(享),N 为绕线匝数,S为磁芯有效截面积(cm2). 常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成.在粉芯中价格最低.饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22~100;初始磁导率μi随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高.

铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法,主要应用于电器回路中解决电磁兼容性(EMC)问题.实际应用时,根据不同波段下对滤波要求不同会添加各种不同的其他物质(一般为企业机密).

电磁兼容是指电器回路中由于各种不同原因产生的杂波,这些杂波不仅对电器回路的正常运转有妨害,而且其辐射对人体有一定害处.所以各国(尤其是欧盟)对此有各种规定,即电磁兼容性(EMC).

电线上面的杂波主要通过磁环来解决其电磁兼容性问题.当一定波段的杂波通过磁环时,磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从而被消耗掉.来达到降低杂波的目的.

磁环的材料目前比较多的是铁粉芯(价格低廉,应用广泛),高级的还有稀土材料等.

实验表明,任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同．根据物质在外磁场中表现出的特性,物质可粗略地分为三类:顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质．

根据分子电流假说,物质在磁场中应该表现出大体相似的特性,但在此告诉我们物质在外磁场中的特性差别很大．这反映了分子电流假说的局限性．实际上,各种物质的微观结构是有差异的,这种物质结构的差异性是物质磁性差异的原因．

我们把顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质部铁磁性物质称为强磁性物质．通常所说的磁性材料是指强磁性物质．磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料．磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料,不容易去碰的物质叫硬磁性材料．一般来讲软磁性材料剩磁较小．硬磁性材料剩磁较大．

磁性材料按化学成份分,常见的有两大类:金属磁性材料和铁氧体．铁氧体是以氧化铁为主要成分的磁性氧化物．软磁性材料的剩磁弱,而且容易去磁．适用于需要反复磁化的场合．可以用来制造半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、电子计算机中的记忆元件,以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元件的铁芯等．常见的金属软磁性材料有软铁、硅钢、镍铁合金等,常见的软磁铁氧体有锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等．硬磁性材料的剩磁强,而且不易退磁,适合制成永磁铁,应用在磁电式仪表、扬声器、话筒、永磁电机等电器设备中．常见的金属硬磁性材料有碳钢、钨钢、铝镍钴合金等,常见的硬磁铁氧体为钡铁氧体和锯铁氧体．Saturation (CoEv) 饱和

当磁化力(H)增加时,如果磁性材料中的磁通密度(B)没有相应地随之增加,这时称作饱和.饱和与磁芯的磁性有关.每种材料都只能储存一定数量的磁通密度.超出这个磁通密度,磁芯的导磁率将急遽下降,结果导致电感量下降.

Saturation (Raychem) 饱和

在磁性材料能够存在的最大磁通量.

Saturation Flux Density饱和磁通密度

磁性材料饱和时的磁通磁度.

Saturation Current (CoEv) 饱和电流

在电感器中流过的直流偏置电流,和没有直流偏置电流时的电感量相比较,它会引起电感量下降一个规定的数值.在用於储能的情况下,对於铁氧体磁芯规定这个数值是下降10%,对於铁粉磁芯则规定这个数值是下降20%.

Saturation Current (Raychem) 饱和电流

在电感器中流过、引起电感量下降一个规定数量的直流偏置电流.电感量下降的数量是从直流电流为零时的电感量开始计算.通常电感量下降的数量规定為1%和20%.铁氧体磁心的电感量下降规定为10%,用于储存能量的粉末磁心的电感量下降规定为20%.直流偏置电流之所以会引起电感下降是与磁心的磁性有关.磁心和磁心周围的空间只能存储一定量的磁能.超出磁通密度最大点以后,磁心的导磁率降低.因此,电感随之下降.空心电感并不存在磁心饱和的问题.

电感值跟导磁率成正比,

导磁率=B/H

B是磁通密度

H是磁场强度

B跟H不懂没关系,再简单一点说,B场就是简单的我们实实在在感觉到的磁场,只要B不等于零,我们就会实实在在的感受到磁场,H是由电流产生的磁场,有时候,看简单一点,H跟外加电流成正比就是了.

你就简单当是你加的电流也可以啦.

饱和磁通密度嘛就是我们的磁性材料不好嘛,这没办法呀,是磁性材料的特性呀.(如果不满意,找飞利浦算帐,ferrite是他们发明的.)

一定会饱和啦,

我们对磁性材料慢慢外加电流,磁流密度会跟著增加,

当加电流至某一程度时,我们会发现,磁通密求会增加得很慢,

而且会趋近一渐近线.当趋近这一渐近线时,这时的磁通密度,我们就称為饱和磁通密度,饱和磁通密度干什麼的?有什麼重要?

电感值跟导磁率成正比,

导磁率=B/H

B是磁通密度,H是磁场强度(电流增加,H会增加.)

H会增加,但B不会增加,

那会有什么很果,那很简单嘛,导磁率会趋近零啦!

电感值跟导磁率成正比,

导磁率趋近零,那电感值会是多少?

当然是会没感值啦!

没感值的电感还是电感吗?

没感值的变压器会感应磁场吗?

都不会啦!

加电流到了饱和磁通密度,那已经是没有感值的东西,

不是电感或者是变压器了!