磁导率初始磁导率

磁导率初始磁导率如果没有别的因素限制，那么磁导率肯定越高越好。磁导率高，意味着所需要的线圈圈数可以很少，变压器和电感器的体积可以很小。但现实是：磁导率越高，磁感应强度越高，而磁芯材料所能工作的磁感应强度范围是有限的，所以有时候我们不得不设法减小有效磁导率，以避免磁芯饱和AC滤波器的选择就灵活了.流过电流通常不大,没那么多要求,磁导率可以在10-12K都OK.相同的磁密,储能密度与磁导率呈反比,电感如果是储能用,那么就选低u的.如果是作磁放,那得选高u矩磁.变压器,原则上磁导率用大些,以利于减小励磁电流,励磁电流分量并不能传递到次级,因此要越小越好.但是也不是盲目的大,太大也不好,如磁集成LLC便需要具有相当大的励磁电流.要求磁导率适中选用较高磁导率的铁氧体磁芯，磁感应强度就会越大，这样所要求的线圈匝数就会越小，变压器体积就会相对更小。磁导率高了，同样的电感量可以用更小的磁芯；但是，更容易饱和。所以，要计算选择高μ值的铁氧体，绕制匝数可能会少点，但是得注意电感量以及饱和问题。如果对质量因素有要求的话，绕线匝数也不是越少越好。μ高的材料在同样尺寸、同样匝数的情况下，肯定电感量大。电感量大在大电流的情况下，反向电压就高，磁通密度也就上升了，磁心就容易饱和了软磁材料为什么磁导率越高，能量存储越小E=VB²/2uE=uH²/2容量总会有限，导磁率高，励磁功率就小，用来做变压器是很好的，但作电流泵（flyback）用就不太适合了。几句话讲明白，电感的能量为什么绝大部分存在气隙中？电路磁路电动势磁动势电阻磁阻电流磁通量的砖不但引出来很多玉，最后还能引出相声段子。百家争鸣的确好，各抒己见，越辩越明。73楼greendot给出的式子很好，相当有说服力，为了更清楚明白的表示，我又更调理的写出来了，如下最后一项左侧是磁芯的，右侧是气隙的能量，很明显，只要lgMPL/ur，那么绝大部分能量是在气隙中的。这样说好象不是很严谨，根据H=B/u可以看出，u越小磁场强度H越强，而磁芯存储的能量与H成正比，所以说气隙存储了大部分的能量再引申下，如何从物理的直观来理解？磁路和电路时可以类比的，不妨在这里列出来电路磁路电动势磁动势电阻磁阻电流磁通量电路中V=R*I磁路中，MMF=Rm*Φ我们有个共识，就是电阻串联电路中，电阻越大，那它消耗的能量也就越大，当然是相比与跟其串联的电阻。那在磁路中，同样的适用，就是磁阻越大，其上的能量也就越大。磁阻=l(长度)/(ur*u0*Ac)一般情况下，气隙的磁阻磁芯的磁阻，所以其上的能量也就越大，所以电感的能量绝大部分存在气隙中。整个磁路H的值是一样的，不同的是B值。能量大小可以用B-H围成的面积来表征，气息和磁芯是串联，因此磁通密度一样（姑且）。相同的deltaB,对应了更多的deltaH（气息的u比磁芯的u要小）。因此磁场能量几乎都集中在气息这里。这样理解是否正确呢？（这是我以前的理解）加气隙拉扁磁滞回线可以让磁芯的饱和H值大一些，自然就会提高存储能量的能力，至于磁能为什么大部分存在于气隙中，我觉得36楼的解释也差不多，可以作为一种形象的理解，气隙的磁阻大，等效磁路长，自然存储的能量就大了。公式变型为：W=VB²/2u，似乎更为直观一点V体积，B磁通密度，u磁导率，个人理解，气隙类似于电容中的绝缘体，磁性材料类似于导体，磁场类似于电场。如果没有气隙，相当于把电容两端短路了。所以气隙既不存储能量也不传递能量，气隙的作用就是让磁场保持势能。以上只是类比，磁和电区别还是很大的。我的理解是气隙并不能存储能量，毫无疑问，能量肯定是存储在磁芯中的。从B/F曲线上可以看到，加气隙之后，磁芯允许电流的能量增加了，所以磁芯在不饱和的前提下，能承受更大的电流，因此，存储的能量就大了。气隙长度远小于端面边长的时候，可近似认为Ae=Ag，那么电感L=Ae/（le/u+lg/u0）。在合适的工作频率下，铁氧体u在2000u0以上，铁粉心、非晶等磁芯的有效磁导率更高。那么只要2000lgle，气隙里储存的能量就大于磁芯了，如果气隙长度和端面边长差距不太大的时候，考虑边沿磁通，储存在气隙周围的能量就更大了能量：P=VB2/2u，磁通穿过磁芯和中间的气隙，如果忽略边沿磁通，则B处处相等，那么能量之比就等于Pm/Pg=Vmu0/Vgu=lmu0/lgu；考虑边沿磁通时，气隙中间部分B减小，储能减少，但气隙四周储能增加。气隙越大，或者磁材的磁导率越高，那么存储在气隙里的能量就越多能不能这样理解：磁子（如果有的话）相当于电子，磁场相当于电场，而电场我们又喜欢用水、势等来比较。磁导率高相当于电导率高也就相当于水流通畅，这样就不会有水的阻塞，当然能量损耗也会小许多；反之，如果河（Ae啊，你们相不相等？）的中央岛礁密布，那么水流就会受到阻塞，就会有摩擦，就会有损耗，同时会把泥沙带到下游，引起更多的摩擦和损耗（哈哈，越想越得意），当然了代价就是河床也会相应的被抬高（H？磁场？）。河床高了，水势不就大了？我一直以为这句话是有问题的，电感的能量不是存储在气息中的，而是存储于线圈之中。也就是匝数和电流决定了能量的大小，磁性材料的引入唯一的作用就是减小匝数。开气隙的目的只有一个，就是防止磁性材料饱和，如果有一种不会饱和的磁性材料，傻子才会去开气息。匝数和电流决定了H场，能量是存在于B场中的。H和B又是通过U关联，但因果关系不能混淆。前者是原因，后者是结果~公式：E=0.5*BV2/U，意义很明确呵呵，对的是存储在场中。公式有误：E=0.5uH2V=0.5B2V/u但是所有的能量其实都来源于电流，磁性材料不能提供任何额外的能量，否则能量就会无端的增加了。磁性材料或者气隙只是提供了磁路的路径电感的储能E=0.5*L*I2，恐怕没人有异议，那么0.5*L*I2=0.5*(L*I)*(I)≈0.5*(N*B*Ae)*(Hc*lc+Hg*lg)/N(c:-core,g:-gap)=0.5*B*Ae*(B*lc/μc+B*lg/μo)=0.5*(B2*Ae*lc/μc+B2*Ae*lg/μo)（A*l=体积）前一项是磁芯的，后一项是气隙的储能，谁大谁小，不难知道。E=0.5*L*I2，可以看出其它条件不变的情况下，气隙越小，电感越大，储能也就越大在恒压源的驱动下，W=1/2*L*I²=1/2*L*(VT/L)²=1/2*(VT)²/L，显然在其他条件一直的情况下，电感越小储能越大，空心线圈的电感小于插入磁芯材料的，储能大。在恒流源的驱动下，我孤陋寡闻，还真没见过哪个恒流源能够真正驱动电感的。=0.5*(L*I)*(I)≈0.5*(N*B*Ae)*(Hc*lc+Hg*lg)/N(c:-core,g:-gap)这两步的数学定义无异议，但在物理概念上，是否会有问题存在？（我只是一知半解的猜测）这个问题我觉得上学的时候就是糊涂的，到现在依然糊涂。但我有一点明确的知道，所有的磁都是从电来的...电感中存储的能量就是电场感应出来的能量，磁场根本就是电场（磁只是电的另外一种表现方式），所以磁通量=伏秒积。说无穷大的电感不能储能，其实是不对的，因为无穷大在集总电路中是不存在的（或相当于开路，没有这个元器件）。L=φ/I;φ=V*TW=0.5*L*I*I=0.5*φ*I=0.5*V*I*T搞来搞去，就是输入功率乘以时间。磁场的能量到底存储在气隙中还是存储在磁芯中我觉得根本不重要。反正输入功率没有消耗到电阻上，所以就没消失。I=H（设磁路长度与匝数都是1），你认为I是电流，我也可以说I是磁压；你可以说V是电压，我也可以说V是磁流。所以磁场能就是磁压*磁流*时间。XW：阿Q总到处撩事儿，不经几回事儿就不知道自己半斤八两……东方：什么事情着急上火啦？XW：说大家不懂数学，这事儿能行吗？东方：qiu2000先生，不要老挑动PK好不好？您这还是要出东方洋相。咋整呢？先看看吧……了空和尚也来过这里。没有注意，失礼啦。……东方：大家讲的很好，学习了。但和尚要东方来摆摆理论。XW：和尚好像说关于二极管反向恢复时间为零。东方：那要到关于吸收帖去了。XW：本话题主要是认为能量总应该存储在磁芯中，怎么会在气隙里，而且是大部分？东方：磁场和电场都是能量的表现形式。设有一个空气电容器，充电后，能量也是存储在两个极板当中的间隙中的电场里，而不是在极板里。电感也是这样，能量可以存储在气隙的磁场中。eric.wentx：个人觉得这段话还是说得不清白...气隙到底储不储能?朴华：呵呵，同感，这书里面有相当一部分理论是直接搬出来，没有细说的，让读者有时不知所措Blueskyy：能否从数学公式里给出答案XW：公式是怎样推导出来的呢？要从最基本的推起。东方：好的。uL=Ldi/dt……………………①uL=NdΦ/dt……………………②∫lBdlm=μNI（∫l为环路积分）……………③上式是自感定义、电磁感应定律和安培环路定理，由①、②得Ldi/dt=NdΦ/dt积分得：LI=NΦ=NBS即L=NBS/I……………………④由③式得NI=Blm/μ即B=μNI/lm……………………⑤把⑤代入④得：L=NμNI/lm×S/I即L=μN2S/lm……⑥整理得：L=μn2V……⑦其中，n是单位长度匝数，注意⑥式，气隙计算就隐含其中。lm=μN2S/L……⑧【讨论】1、不加气隙，由于铁芯μ很大，导致lm很大，这显然是不合适的；2、不用铁芯，用空气芯，μ很小了，lm也很小，比如是1mm，也不方便。3、用铁芯加气隙。现在就是这样。XW：如果方便，不用铁芯也是可以的了？东方：是啊，给空气芯电感也留下一个空间。XW：怎样从感性上真正理解？东方：好的。阿Q有信心给我们讲清哈密尔顿圈，我们也要有信心给阿Q讲清气隙的能量！从讨论2.可知，理论上单用空气隙是可以的，这就明白无误地提醒我们，磁场能量是可以存储在气隙中的！XW：那磁芯有什么作用？东方：因为一般气隙很小，不能组成闭合磁路，于是找来磁芯以构成磁通路，当然磁阻越小越好。就像电炉丝要发热，必须用电线连起来，但能量主要还是电阻产生！现在是磁阻存储能量。磁芯就起着导磁的作用。xiaoliangyl：E=0.5*L*I2，可以看出其它条件不变的情况下，气隙越小，电感越大，储能也就越大dog72：其实得出任何结论都是荒谬的。东方：把“任何”改掉就好了：得出这样的结论是荒谬的。XW：什么原因dog说他是荒谬的？东方：为了避免dog恒流源驱动还是恒压源驱动的干扰，我们讨论另一种情况：假如磁芯截面积S不变，圈数减小一半，同时减小气隙到原来的1/4，可以保持电感不变。参见⑧式XW；那太好了！还可以少绕一半线圈。只要导线的粗细不变，容许流过的电流也不会变。这样，电感能量1/2LI2也不变。妙极了！但是，这样岂不是引导我们气隙越做越小，匝数越绕越少吗？***：世界上的事情是复杂的，是由各方面的因素决定的，看问题要从各方面去看，不能只从单方面看。XW：我有什么方面没有看？东方：这个“电流也不变”有问题！由④式知：L=NBS/I即B=IL/NS看清楚没有？N变成1/2，如果电流不变，那就要求Bm加大一倍呀！XW；嗬！这事儿闹大了，等于说要截面积加大一倍才行呀！东方：有时也可取，叫做以铁芯换铜线。（理论研究，非喜勿试）XW；嗯，有点意思。这么说确实气隙不能随意减小呀！那qiu2000先生的最佳值能求出来吗？东方：当然可以。没有最好只有更好！公式已经有了，你自己找吧。XW：就是⑧式吧？东方：是的，因为能量主要存储在气隙里，忽略磁芯也不要紧，就像计算电炉丝的电阻不用考虑连接电线一样。μ用空气的值，算出来的lm就是气隙la。我觉得大家的讨论都跑题了，为什么不回到现实问题中来呢？1）我们需要绕制特定感抗的电感器件。2）我们希望绕制的电感能通过更大得电流。3）我们希望所使用的材料越小越好。由此推到出几个问题：1、加磁芯的目的是提高磁导率，以在同样的绕制方法下，同样的尺寸下，实现更高的感抗。2、磁芯在大电流条件下会发热，一旦温度过超过居里温度，感抗会急剧下降，所以电感器件有饱和电流限制。3）有没有办法减少磁芯发热，提升电感器件的