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你要的磁导率这里都有...(内含计算过程)

2019-06-12 11:15 来源:电源网综合 编辑:Angelina

本篇文章主要介绍一下6种磁导率的详细计算方法,快来学习一下吧!

1、磁介质的磁导率

电流产生磁场,但电流在不同的介质中产生的磁感应强度是不同的。例如,在相同条件下,铁磁介质中所产生的磁感应强度比空气介质中大得多。为了表征这种特性,将不同的磁介质用一个系数μ来考虑,μ称为介质磁导率,表征物质的导磁能力。在介质中,μ越大,介质中磁感应强度B就越大。

真空中的磁导率一般用μ0表示。空气、铜、铝和绝缘材料等非磁材料的磁导率和真空磁导率大致相同。而铁、镍、钴等铁磁材料及其合金的磁导率都比μ0大10~105倍。

最初,将真空磁导率μ0定为1,其他材料的磁导率实际上是真空磁导率的倍数。沿用了很长时间,并影响到一些基本关系式的表达,就是在公式中经常出现的4π,现在英美还在应用,这就是非合理化单位制(CGS制)的来由。

但是,近代物理经过测试,实际真空磁导率:

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因此其他材料的实际磁导率应当是原先磁导率乘以μ0。因为在μ0中包含了4π,这样在所有表达电磁关系的公式中没有了讨厌的4π,形成了所谓合理化单位制(MKS制)。这里将其他材料磁导率高于真空磁导率的倍数称为相对磁导率μr。 也称为绝对磁导率:

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为了比较介质导磁性能,通常以真空磁导率为基准,定义介质的磁导率μ与真空磁导率μ0之比为相对磁导率μr,即:

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磁性材料的相对磁导率不是一个常数,因μ是 B-H曲线上任意一点的B和H的比值,即:

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2、最大磁导率μm

图4-11中μ曲线表示了μr值是随磁场强度变化的曲线。在某一磁场强度下,相对磁导率达到最大值,称为最大磁导率μm。

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3、初始磁导率μi

一般规定材料样件是环形的闭合磁路。当激励磁场强度H→0时的磁导率称为初始磁导率μi:  

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初始磁导率μi与温度和频率有关。例如在DIN IEC401中规定软磁铁氧体材料的μi测试条件为f≤10kHz,B<0.25mT,T=25℃。

4、增量磁导率μ∆

在一个直流磁场上叠加一个交流磁场时(图4-12),交流分量的磁导率即为增量磁导率μ∆ :

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如果交流分量和直流分量比较,小到可以忽略,则增量磁导率称之为可逆磁导率(μrev)。该值与直流磁场大小,磁芯的几何形状及温度有关。

5、有效磁导率μe

电感的磁芯采用低磁导率环形磁芯外, 有时还采用开有空气隙(μr=1)的高磁导率(μi>>1磁材料)磁芯。高磁导率磁芯存储能量很少,主要用空气隙存储能量。

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如果是带有气隙为δ的环形磁芯(图4-13(a)),截面积Ac,有效磁路长度为lc,线圈匝数为N,线圈电流为I,假设气隙δ相对于截面的尺寸很小,忽略散磁通。根据全电流定律有:

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式中Hδ和Hc分别为气隙和磁芯中的磁场强度。因为气隙很小,不考虑气隙的边缘磁通,则有:

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又因为忽略边缘磁通,故磁芯磁通密度Bc=Bδ-气隙磁通密度,因此近似有:

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μe为有效磁导率。这就是说,磁芯带有气隙后,等效的磁导率降低了。如果μr>>lc/δ,则有效磁导率近似为:

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则式(4-15)可以改写为:

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式中Hc=Bc/μ0μr。带有气隙的磁芯产生与无气隙时相同的磁通密度,磁场强度分为两个部分:磁芯中的Hc和等效的气隙磁场强度H’δ=μrδ/lc,带有气隙磁芯磁化曲线是磁芯磁化特性与气隙磁化特性的合成,如图4-13(b)所示。由图4-13(b)可见,合成磁化曲线的线性度比材料磁化曲线好得多。也就是说磁芯材料特性的非线性被磁阻大得多的线性气隙“湮没”了。而且可通过改变气隙的大小,方便地改变磁芯的有效磁导率。其次,由于气隙的去磁作用,磁芯的剩磁感应(Br)大大下降了,这个性能对单向磁化应用非常有用。

6、幅值磁导率(μa)

没有直流偏置时,交变磁场强度的幅值与磁通密度幅值的关系称为幅值磁导率μa:

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因为磁化曲线是非线性的,幅值磁导率与峰值磁场强度有关。

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