Що таке насичення в індукторі

Я багато разів чув, що «ядро недостатньо велике, щоб перенести струм, і воно досягне насичення». Що таке насичення і чому погано досягати насичення?

inductor inductance saturation

— скайлер
джерело

Це не завжди погано. Наприклад, флюсовий магнітометр не працював би без насичення.

— Філ Мороз

Також маг-підсилювачі пост-регуляторів при перемиканні джерел живлення покладаються на керування точкою насичення індуктора для пострегулювання робочого циклу імпульсного потягу, щоб досягти хорошого перехресного регулювання на нерегульованих обмотках.

— Адам Лоуренс

Це поточні х обертів, що занадто багато для ядра. 1А з десятьма оборотами насичує стільки ж, скільки 10А, одним обертом. Також потрібно враховувати довжину магнітного поля через серцевину. Чим більше довжина, тим меншою є напруженість магнітного поля, Н. H = підсилювач * повороти / довжина

— Енді ака

Чому на це запитання немає прийнятої відповіді?

— Даніель Торк

Відповіді:

Відповідь Раббрауба не пояснює фактичний механізм, за яким відбувається насичення, що досить легко зрозуміти:

Це допомагає спочатку зрозуміти, як матеріали генерують магнітні поля. Простий спосіб подумати про це, оскільки кожен атом є невеликою петлею струму, яка генерує магнітне поле.

Магнітний матеріал має величезну кількість цих петель. Ці петлі, як правило, вирівнюють себе в "магнітні домени", які є мікроскопічними ділянками, де всі петлі знаходяться у вирівнюванні. У немагнітному матеріалі напрямки доменів розподіляються випадковим чином, і тому немає чистого магнітного поля.

введіть тут опис зображення

Застосування магнітного поля до феромагнітного матеріалу почне вирівнювати магнітні домени, в результаті чого з матеріалу виникає "індуковане" магнітне поле. Збільшення прикладеного магнітного поля збільшить величину вирівнювання магнітних областей і таким чином збільшить індуковане магнітне поле. Зазвичай це дуже нелінійно. У якийсь момент прикладене магнітне поле вирівнює ВСІ з областей, і збільшити магнітне поле від матеріалу більше неможливо. Цей стан відомий як «насичення».

введіть тут опис зображення

— Скаевола
джерело

Напевно, ви хочете сказати, що магнітні домени _micro_scopic. Або у вас справді хороші очі :)

— Філ Мороз

Ха-ха, хороший улов

— Skaevola

На зображенні представлений NdFeB, постійний магніт. У NdFeB магнітні домени мають розмір кожного кристала: кожен кристал є магнітним доменом. Фотографія - це фотографія металевих кристалів у NdFeB, оскільки немає прямого способу фотографування магнітних доменів. У м'яких магнітах кристалів набагато більше (видно оку), і, немагнетизованих, магнітні домени значно менші, ніж у кристалів. Коли магнетизовані м'які магніти, вирівняні магнітні домени зростають до розміру кристалів, а нерівні домени скорочуються

— Девід

Щоб зрозуміти це, потрібно спершу зрозуміти роль проникності в магнітних полях. Коли у вас є магнітне поле, яке має більш високу проникність, воно посилює поле. Таким чином, пристрій, що має матеріал з високою проникністю, матиме більш високу індуктивність, ніж той самий пристрій, але без матеріалу. Це хороша властивість, оскільки дозволяє мати більш цінні компоненти в меншому обсязі.

_{(джерело: material-sys.com )}

Часто існує обмеження напруженості магнітного поля, яке можуть підтримувати такі матеріали. Механізми того, як вони втрачають (або зменшують) свою проникність, відрізняються залежно від матеріалу. Але є деяка межа, над якою проникність падає. Саме в цей момент (Hm, Bm) матеріал, як кажуть, насичений, що є хорошою аналогією того, як вода насичує ганчірку. За винятком цього випадку, ганчірка часто втрачає можливість утримувати частину води, яку вона вже поглинула, тому не є точною аналогією.

Є дві основні небезпеки цього:

Значення індуктивності чи зв'язувальної індуктивності не випливає з приємного співвідношення, тому параметри, під якими проектується схема, можуть змінюватися (якщо це насичення є ненавмисним). Але деякі схеми схеми покладаються на його ефект для виконання своїх ролей.
У деяких матеріалах проникність сильно падає. Це означає, що існуючі лінії магнітного поля тепер повинні знайти десь місце, і в результаті вони "вискакують" з основного матеріалу, швидко підтримуючи об'єм навколо пристрою. Ці швидкорозширюються польові лінії можуть перешкоджати іншим магнітним пристроям, а також є джерелом електромагнітних перешкод (EMI).

Повітряні індуктори мають значно нижчі значення індуктивності, але також не виявляють цього ефекту насичення.

— заповнювач
джерело