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什么是磁導率,有什么性質?

h1654155282.3538 ? 來源:磁小詩 ? 作者:磁小詩 ? 2021-05-01 16:32 ? 次閱讀

什么是磁導率:磁路和電路具有相似性,電路中有電阻這個概念,磁路中也有磁阻這個概念

(1) 電路中的電阻定義:

pIYBAGB_42eAX3irAAAgOZ2Cg8g170.png

其中,ρ表示電阻的電阻率,是由其本身性質決定,L表示電阻的長度,A表示電阻的橫截面積。

(2)磁路中的磁阻:

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其中,uc表示磁阻的磁導率,是由其本身性質決定,即為自身的屬性,Lc表示磁阻的的磁路長度,Ae表示磁阻磁芯橫截的面積。

所以磁導率是表征磁芯導磁特性的一個參數,是磁芯材料的自身屬性,不同的磁芯材料對應的磁導率不同(回想一下電導率概念)。

1、絕對磁導率uc(core對應c,表示磁芯):磁芯材料的自身屬性

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2、相對磁導率ur(relative對應r):為了比較磁芯介質導磁性能,以空氣或真空磁導率為基準對象,相對磁導率是絕對磁導率和空氣磁導率的比值,即

o4YBAGB_43mAIk2SAAAE-u7a5E0091.png

uc是磁芯自身的磁導率,也叫絕對磁導率,u0是空氣磁導率

由于磁性材料的磁導率不是一個常數,所以磁性材料的相對磁導率也不是一個常數。

3、初始磁導率ui(initial 對應i):一般規定材料樣件是環形的閉合磁路。當激勵場H→0時的磁導率稱為初始磁導率,即:

pIYBAGB_436AL4z0AAALcf8xfuw966.png

初始磁導率是與溫度以及頻率有關的一個函數,

o4YBAGB_44SAJwKNAABd2U3kKes341.png

在不同的溫度下磁導率是不同

pIYBAGB_44uAe0B8AACP04fSCPo838.png

在不同的溫度下磁導率是不同,所以測試電感量也會強調頻率

o4YBAGB_45GAbR-sAAChS_PFPy4668.png

磁性材料參數是溫度的函數

4、增量磁導率△u:如果直流磁場疊加一個交流磁場,交流分量的磁導率即為增量磁導率

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這種情況多數書現在電感儲能的情況中,如buck濾波電感等,電感是局部磁擺幅

5、有效磁導率ue:電感中,高磁導率磁芯存儲能量少,主要是存儲在氣隙當中,空氣作為稀釋劑,對磁導率有等效減小并改善磁導率線性度,使得電感量保持平穩。這個有效磁導率可以通過安培環路定理得到。前面已經推導過,這里不再贅述。

6、幅值磁導率ua:沒有直流偏置時,交流磁場強度的幅值與磁通密度幅值的關系,這個情況一般發生在變壓器磁化的過程,比如全橋、半橋的磁化曲線。

pIYBAGB_46GAGp5IAAC9z3MJBOk000.png

由于磁化曲線是非線性的,幅值磁導率與峰值磁場強度有關,如下圖是一種錳鋅鐵氧體材料幅值磁導率和磁密的曲線圖

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一般電源設計中,變壓器中我們比較關注勵磁電流的大小,這個電流也是一個電感量的函數,電感量又是磁導率的一個函數,然而不同頻率和溫度影響初始磁導率的大小,進而影響電感量,在我們設計時往往考慮的是室溫25℃下的初始磁導率,但必須關注低溫下,尤其是鐵氧體在低溫下初始磁導率是下降的,勵磁電流是會增大的。同時也要關注高溫磁性材料的居里溫度點。

設計時選材時,需要關注某種磁性材料的各種曲線,可以任選一家磁性材料的生產廠家的規格書,比如天通TDG,主要是把握電感以及變壓器在不同頻率和溫度下電感量的變化量。

補充:

居里溫度:居里溫度是磁性材料從鐵磁性(亞鐵磁性)到順磁性的轉變溫度,或者稱為磁性消失溫度,天通材料的居里溫度表示法如下

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責任編輯人:CC

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