软磁铁氧体磁芯-小气隙磁芯.doc

HYPERLINK"http://www.zxrcc.com/"软磁铁氧体磁芯
软磁铁氧体磁芯-小气隙磁芯
实际使用的带磁芯线圈，有时为了提高稳定性，或者改善磁特性，常在闭合磁路中开一定大小的空气隙。当施加外磁场Ha时，在气隙表面产生假想的去磁荷，形成去磁场H0（或称退磁场），去磁场H0的方向与通电线圈产生的外磁场Ha方向相反，即削弱了线圈磁场，这种现象称为退磁效应，结果，磁路中小气隙常使磁滞回线或磁化曲线斜率减小，有效磁导率降低，但也降低了温度系数对静磁场影响，对改善磁芯损耗有良好影响。如图1-23所示，当闭合环形磁芯中开一个长度为l0的小气隙时，气隙中磁场为H0，因为通过磁芯和气隙中的磁通量应该相等的，若空气隙很短，则可以认为空气隙中磁通密度B和磁芯内近似相等，即：μ0H0≈μ0μＨ=B
按照环路定律H(le-l0)+H0l0=IN
或中：le-环形磁芯有效磁路长度I-线圈电流N-线圈匝数
若le≥l0则
外磁场且设退磁因子
则(1-42)
或表示为：
上式表示，欲在带小气隙磁芯中获得闭合磁芯相同大小的磁感应强度B，就需要增加一个额外的磁场(≈βB/μ0)，用以克服由于气隙引起的退磁场。图1-24示出有气隙磁芯的磁滞回线，看到磁滞回线或磁化曲线的斜率减小，即有效磁导率下降了，同时看到矫顽力Hc和回线面积与无气隙回线相同，但剩磁Br下降了。
因为有效磁导率(1-43)
材料磁导率1-44)
化入(1-42)式，得到
所以(1-45)
也可表示为
比值μe/μ也称为气隙因数。退磁因子β-定时，材料磁导率越高，则μe/μ越小。例如β=10-3，则当μ=1000时，μe/μ=1/2；而当μ=10000时，μe/μ=1/11。可见高磁导率铁氧体磁芯，微小气隙对磁性能有明显的影响。图1-25示出，在不同退磁因子β情况下，μe与μ的关系曲线可得到证明。

图1-23小气隙磁芯图1-24铁氧体磁芯的磁滞回线

图1-25有效磁导率与材料磁导率关系
磁芯磁路中开小气隙虽然使磁导率下降，但却使磁芯的稳定性得到提高。如当磁芯受温度变化影响时（温度θ2＞θ1），材料磁导率由μ1上升到μ2，磁芯有效磁导率μe1上升到μe2，但退磁因子β保持不变。根据式(1-45)或
得到或表示为
上式表示磁导率温度系数之比与气隙因子μe/μ成比例，证实了式(1-23)即磁路中引入气隙可使磁芯温度系数下降。
关于开气隙对磁芯损耗的影响。由于弱磁化场条件下，磁芯的损耗因数与磁感应β成线性关系增长，考虑到在相同的外磁场强度作用下，开气隙与无气隙磁芯内部的磁感应之比为μe:μi，由此得出损耗因数tgδ也随μe/μ；成比例下降，即：tgδe=tgδμe/μi
顺便提下，随空气隙增大（μe减小），磁芯损耗因数tgδc减小，而线圈在流电阻引起损耗的tgδN增大，两种损耗之和，即电感线圈的损耗因数tgδsp随μe变化而通过一个最小值。因此线圈Q值在事实上空气隙下达最大值。