磁學(xué)有兩套單位,如MKS(米-千克-秒)和CGS(厘米-克-秒)兩套單位制度,國內(nèi)教學(xué)一般采用MKS制,但工程實(shí)際采用CGS值,并且名詞太多,比較混淆,此為其二。磁性材料種類較多,并且參數(shù)測量不方便,也少有儀器測量,比如磁導(dǎo)率、感應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度等,最容易的電感值,一般的萬用表也沒有,都需要用專用儀器磁性元器件的重要參數(shù),此為其三。以上這些,制約了磁學(xué)的普及推廣。
根據(jù)實(shí)際工程需要,我們一般需要了解這么幾個(gè)指標(biāo)
1、電感值,這個(gè)建議采用專業(yè)儀器直接測量,手持式的價(jià)格不貴
2、發(fā)熱損耗,這個(gè)建議用溫度槍來測量,價(jià)格也不貴,只要保證在工作范圍內(nèi)即可。
3、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,是不允許磁飽和的,否則此電感失效導(dǎo)致設(shè)備炸機(jī),尤其是開關(guān)電源上,本文的核心就是為了獲取這個(gè)值。
本文基于CGS實(shí)用單位制,采用Gs(高斯)和Oe(奧斯特)為單位,討論的對象是均勻閉合類磁性材料,如磁環(huán),E型變壓器。pi為圓周率
1、磁場的產(chǎn)生在實(shí)際中是基磁性元器件的重要參數(shù)于閉合的電流,當(dāng)一個(gè)磁環(huán)在有外部閉合線圈時(shí),那么這個(gè)線圈產(chǎn)生的激勵(lì)磁動(dòng)勢用mmf(等價(jià)于電場的電壓概念)表示:
mmf = 0.4π*NI,N指圈數(shù),I是通過線圈的電流,這個(gè)是產(chǎn)生磁場的原動(dòng)力
2、因?yàn)閮?nèi)部微小電流產(chǎn)生的磁場會同步于外部,當(dāng)外部磁場撤銷的時(shí)候,內(nèi)部的磁場還存在形成一個(gè)同方向的閉合大磁場,需要足夠長的時(shí)間才能被分子熱運(yùn)動(dòng)打亂,這
個(gè)就取決于不同的材料,可以分為軟磁性材料跟硬磁性材料,硬磁性材料當(dāng)外部電流撤銷后,內(nèi)部的磁場還長期保留,形成了磁鐵。軟磁性材料一般當(dāng)外部磁場撤銷后內(nèi)部磁場也馬上消失,但這個(gè)也需要一個(gè)時(shí)間,磁性元器件的重要參數(shù)因?yàn)檫@個(gè)時(shí)間的存在,或者把內(nèi)部微小磁場與外部磁場同步需要時(shí)間,這個(gè)就產(chǎn)生了磁滯回路,也就是損耗,一般頻率越高,損耗越大。
3、具體磁場的大小也即磁場強(qiáng)度,受制于磁性材料的回路長度:
H = mmf / L(奧斯特) 當(dāng)為磁環(huán)的時(shí)候,L = 2πR,R為磁環(huán)的半徑, 注意此處L單位為cm(厘米)
4、H是磁場的原動(dòng)力,當(dāng)碰到不同的材料,他們內(nèi)部磁性元器件的重要參數(shù)的微型自閉合電流環(huán)會與外部的磁場方向一致,增強(qiáng)了其內(nèi)部的磁場,所以有了磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁導(dǎo)率μ
B = μ*H(Gs高斯)
1T(特斯拉) = 10000Gs(高斯)
5、真空中的μ= 1,其他的材料一般都大于1
6、綜合以上:
B = 0.2μ*N*I/R
只要計(jì)算出來這個(gè)值不超過材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值即可