變壓器之磁芯基本分析
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- 發布時間： 2021年01月05日
磁芯多數資料是磁通的不良導體，它們的磁導率都很低，非導磁資料，如空氣、銅和紙等，具有相同數量級的磁導率。而有些資料，如鐵、鎳、鈷和它們的合金具有高的磁導率。為了使空心線圈的磁性得到改善，需要引進一個磁芯，如圖Fig1.2所示。引進磁芯的好處是除了其磁導率高以外，是其磁路長度（MPL-magnetic
磁芯
多數資料是磁通的不良導體，它們的磁導率都很低，非導磁資料，如空氣、銅和紙等，具有相同數量級的磁導率。而有些資料，如鐵、鎳、鈷和它們的合金具有高的磁導率。
為了使空心線圈的磁性得到改善，需要引進一個磁芯，如圖Fig 1.2所示。引進磁芯的好處是除了其磁導率高以外，是其磁路長度（MPL-magnetic path length）清晰了。除了最靠近線圈的當地，磁通基本上被限制在磁芯中。
磁芯被鼓勵進入飽滿后，線圈又有一部分恢復到空心狀況之前，磁性資料中可以發生多少磁通是有一個界線點的。
磁動勢、磁場強度和磁阻
磁動勢mmf與磁場強度H是磁學中的兩個重要概念，它們有因果聯系：mmf= NI，N是線圈的匝數，I是電流。
磁場強度H，即界說為每單位長度的磁動勢：H= mmf/MPL
磁通密度B，界說為每單位面積的磁力線根數：B = φ/Ae
由磁動勢mmf在給定的資料中發生的磁通取決于資料對磁通的阻力。這個阻力就叫做磁阻Rm
磁動勢mmf、磁通和磁阻的聯系與電動勢emf，電流和電阻的聯系相相似。
氣隙
在磁路長度MPL和磁芯橫截面積Ae給定的情況下，高磁導率資料構成的磁芯具有低的磁阻。假如在磁路中包含空氣隙，它的磁阻與由像鐵那樣低磁阻率資料構成的磁芯磁阻就不相同了，這個路徑的磁阻幾乎將悉數在空氣隙中，因為空氣隙的磁阻率比磁性資料的磁阻率大得多。在實際使用場合，也是通過控制氣隙的巨細來控制磁阻的。
等效磁導率
氣隙磁阻為Rg，氣隙長度為lg，磁芯總磁阻為Rmt.
邊際磁通
氣隙周圍不僅存在著漏磁通，還存在著邊際磁通。邊際磁通是氣隙尺度，磁極表面的形狀、尺度和位置的函數。它的影響效果等效于縮短了氣隙長度，使磁路的總磁阻減小。
氣隙周圍的區域對金屬物體（如托架和箍緊資料等）是很靈敏的。靈敏程度取決于磁動勢的巨細、氣隙尺度和工作頻率。假如金屬、托架或箍緊資料是被用來固定磁芯并從氣隙旁通過，可發生兩種情況：1 假如靠在氣隙上或緊靠氣隙的是鐵磁資料，則會使磁場導通，這被稱為“氣隙短路”。短路氣隙的作用與削減氣隙尺度是相同的，因此，發生出比規劃要高的電感并可使磁芯被驅動進入飽滿；2 假如資料是金屬，但不是鐵磁性的，如銅等，它將不使氣隙短路或許改變電感。在這兩種情況下，假如邊際磁通滿足強，它將感應出渦流并引起局部發熱。這與感應加熱中所利用的原理是相同的。