Катушки индуктивности с магнитными сердечниками.
Применение магнитных сердечников позволяет уменьшить размеры катушки
и увеличить ее добротность. Магнитный сердечник внутри катушки компенсирует магнитное поле и увеличивает ее индуктивность.
Если сердечник перемещается внутри катушки, то можно изменять
ее индуктивность L без изменения числа витков обмотки, что широко используется
для компенсации отклонений L при регулировке оборудования.
Свойства магнитных материалов.
Магнитные материалы бывают двух видов:
-магнитодиэлектрики
-ферриты (оксиферы).
Магнитодиэлектрик состоит из мельчайших частей проводящего магнитного материала, изолированных друг от друга слоем диэлектрика, который скрепляет частицы.
Основная характеристика магнитного материала - магнитная проницаемость μ,
то есть во сколько раз увеличивается индуктивность катушки с магнитным сердечником по сравнению с катушкой без магнитного сердечника.
Для Магнитодиэлектрика μ=10÷50
|
|
Феррит - монолитный материал, обладает ферромагнитными свойствами и имеет большое удельное объёмное сопротивление (). Магнитная проницаемость- .
Магнитная проницаемость μ зависит от температуры сердечника
- где
Ткμ - температурный коэффициент магнитной проницаемости;
μ - магнитная проницаемость при нормальной температуре;
- изменение магнитной проницаемости при изменении температуры на .
Свойства магнитных материалов зависят от частоты электромагнитного поля,
в котором они находятся: при повышении частоты μ уменьшается, а потери растут.
Чем меньше размеры зерна в магнитодиэлектрике и tдб, тем выше частота,
на которой можно использовать катушку индуктивности с магнитным сердечником.
Магнитодиэлектрики МД:
- Карбонильное железо КЖ;
- Альсифер.
Марки КЖ отличаются размерами зерна. Марка p2 используется на частотах
до 50Мгц, p4 – до 10-12Мгц. КЖ имеет магнитную проницаемость μ ~ 10÷12;
Ткμ ~ (150÷180)× .
Альсиферы имеют μ ~ 50÷60, но выше потери, ниже добротность.
ТКμ=-50× ÷-400×
МД используется при изготовлении контурных ИК.
Ферриты до 3000. ТКμ до (5000÷7000)× , значение ТКμ имеет большой разброс, изменяется в зависимости от температуры, стареют.
μ очень зависит от напряженности магнитного поля, от частоты эл. магнитного поля.