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什么是磁导率,有什么性质?

h1654155282.3538 来源:磁小诗 作者:磁小诗 2021-05-01 16:32 次阅读

什么是磁导率:磁路和电路具有相似性,电路中有电阻这个概念,磁路中也有磁阻这个概念

(1) 电路中的电阻定义:

pIYBAGB_42eAX3irAAAgOZ2Cg8g170.png

其中,ρ表示电阻的电阻率,是由其本身性质决定,L表示电阻的长度,A表示电阻的横截面积。

(2)磁路中的磁阻:

pIYBAGB_422AKUHMAABIh5pJ3bI967.png

其中,uc表示磁阻的磁导率,是由其本身性质决定,即为自身的属性,Lc表示磁阻的的磁路长度,Ae表示磁阻磁芯横截的面积。

所以磁导率是表征磁芯导磁特性的一个参数,是磁芯材料的自身属性,不同的磁芯材料对应的磁导率不同(回想一下电导率概念)。

1、绝对磁导率uc(core对应c,表示磁芯):磁芯材料的自身属性

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2、相对磁导率ur(relative对应r):为了比较磁芯介质导磁性能,以空气或真空磁导率为基准对象,相对磁导率是绝对磁导率和空气磁导率的比值,即

o4YBAGB_43mAIk2SAAAE-u7a5E0091.png

uc是磁芯自身的磁导率,也叫绝对磁导率,u0是空气磁导率

由于磁性材料的磁导率不是一个常数,所以磁性材料的相对磁导率也不是一个常数。

3、初始磁导率ui(initial 对应i):一般规定材料样件是环形的闭合磁路。当激励场H→0时的磁导率称为初始磁导率,即:

pIYBAGB_436AL4z0AAALcf8xfuw966.png

初始磁导率是与温度以及频率有关的一个函数,

o4YBAGB_44SAJwKNAABd2U3kKes341.png

在不同的温度下磁导率是不同

pIYBAGB_44uAe0B8AACP04fSCPo838.png

在不同的温度下磁导率是不同,所以测试电感量也会强调频率

o4YBAGB_45GAbR-sAAChS_PFPy4668.png

磁性材料参数是温度的函数

4、增量磁导率△u:如果直流磁场叠加一个交流磁场,交流分量的磁导率即为增量磁导率

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这种情况多数书现在电感储能的情况中,如buck滤波电感等,电感是局部磁摆幅

5、有效磁导率ue:电感中,高磁导率磁芯存储能量少,主要是存储在气隙当中,空气作为稀释剂,对磁导率有等效减小并改善磁导率线性度,使得电感量保持平稳。这个有效磁导率可以通过安培环路定理得到。前面已经推导过,这里不再赘述。

6、幅值磁导率ua:没有直流偏置时,交流磁场强度的幅值与磁通密度幅值的关系,这个情况一般发生在变压器磁化的过程,比如全桥、半桥的磁化曲线。

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由于磁化曲线是非线性的,幅值磁导率与峰值磁场强度有关,如下图是一种锰锌铁氧体材料幅值磁导率和磁密的曲线图

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一般电源设计中,变压器中我们比较关注励磁电流的大小,这个电流也是一个电感量的函数,电感量又是磁导率的一个函数,然而不同频率和温度影响初始磁导率的大小,进而影响电感量,在我们设计时往往考虑的是室温25℃下的初始磁导率,但必须关注低温下,尤其是铁氧体在低温下初始磁导率是下降的,励磁电流是会增大的。同时也要关注高温磁性材料的居里温度点。

设计时选材时,需要关注某种磁性材料的各种曲线,可以任选一家磁性材料的生产厂家的规格书,比如天通TDG,主要是把握电感以及变压器在不同频率和温度下电感量的变化量。

补充:

居里温度:居里温度是磁性材料从铁磁性(亚铁磁性)到顺磁性的转变温度,或者称为磁性消失温度,天通材料的居里温度表示法如下

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责任编辑人:CC

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