磁芯
磁芯[1]是一块具有高磁导率的磁性材料，它可以用来限制和引导电气、机电和磁性设备（例如电磁铁、变压器、电动机、发电机、电感元件）中的磁场，它由铁磁性金属（例如铁）或亚铁磁性化合物（例如铁氧体）制成。
相比没有磁芯的情况，磁芯可以将电磁线圈中的磁场强度提高数百倍。然而磁芯也有副作用。在交流电设备中，磁芯会引起能量损耗（磁芯损耗），磁芯中通常使用 具有低矫顽力和磁滞的“软”磁性材料。
核心材料
[编辑]根据安培环路定律，电流通过缠绕成线圈的导线会在线圈中心产生磁场。线圈广泛应用于电磁铁、电感器、变压器、电动机和发电机等电子元件。没有磁芯的线圈称为“空芯”线圈。在线圈中心添加一块铁磁性或亚铁磁性材料，可使磁场增加数百倍或数千倍；这称为磁芯。导线的磁场穿透磁芯材料，将其磁化，从而磁芯的强磁场增加了导线产生的磁场。磁芯增加的磁场量取决于磁芯材料的磁导率。由于涡电流和磁滞现象等副作用会导致与频率相关的能量损失，因此在不同频率下使用的线圈采用不同的磁芯材料。
在某些情况下，损耗是不希望的，并且在非常强的场饱和的情况下可能会成为问题，并且使用“空气芯”。仍可使用前者；一块材料，例如塑胶或复合材料，可能不具有任何显著的磁导率，但仅将线圈固定到位。
常用结构
[编辑]直圆柱杆
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最常见的是由铁氧体或铁粉制成，用于收音机，特别是用于调谐电感器。线圈缠绕在杆上，或形成线圈形式，杆在里面。将杆移入或移出线圈会改变通过线圈的磁通，并可用于调整电感。通常，杆上有螺纹，以便可以用螺丝起子进行调整。在无线电电路中，一旦调谐电感器以防止磁芯移动，就会使用 一滴蜡或树脂。
高磁导率磁芯的存在增加了电感，但磁力线仍必须穿过空气从棒的一端到达另一端。空气路径确保电感器保持线性。在这种类型的电感器中，辐射发生在杆的末端，在某些情况下电磁干扰可能是一个问题。
单 I 型
[编辑]类似圆柱形杆，但呈方形，很少单独使用。这种类型的磁芯最有可能出现在汽车点火线圈中。
C 型或 U 型磁芯
[编辑]C 型和U 型磁芯与I形或另一个C形或U形磁芯一起使用，制成方形封闭磁芯，这是最简单的封闭磁芯形状。绕组可以放置在磁芯的一侧或两侧。
E 型核心
[编辑]E形磁芯是更对称的解决方案，可形成闭合磁系统。大多数时候，电路缠绕在中心腿上，其截面积是每个单独的外腿截面积的两倍。在三相变压器铁芯中，腿的尺寸相同，并且所有三个腿都被绕制。
环形磁芯
[编辑]此设计基于环形线圈（与甜甜圈形状相同）。线圈穿过圆环上的孔并缠绕在外侧。理想的线圈均匀地分布在环面的整个圆周上。这种几何形状的对称性在磁芯内部产生了一个环形磁场，并且缺乏尖锐的弯曲将几乎将所有磁场限制在磁芯材料上。这不仅使得变压器能量转换效率变高，而且还减少了线圈辐射的电磁干扰。
它在需要以下特性的应用中很受欢迎：单位质量和体积的功率重量比、低电源嗡嗡声和最小的电磁干扰。此类应用之一是音频功率放大器的电源供应。限制它们用于通用应用的主要缺点是透过环面中心缠绕导线的固有困难。
与分裂铁芯（由两个元件组成的铁芯，如一对E铁芯）不同，环形铁芯的自动绕线需要专用机械。环形线圈的可听噪声（例如电源嗡嗡声）较少，因为磁力不会对磁芯施加弯矩。芯部仅受到压缩或拉伸，圆形形状在机械上较稳定。
参见
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ （美）沃特（Watt，A.D.）著；《甚低频无线电工程》翻译组译,甚低频无线电工程 超远程无线电通讯与导航,国防工业出版社,1973.01,第279页
