電流流過(guò)導(dǎo)線,會(huì)產(chǎn)生圍繞導(dǎo)線的環(huán)形磁場(chǎng),在導(dǎo)線上套上一個(gè)磁導(dǎo)率比較大的磁環(huán),磁環(huán)內(nèi)部就會(huì)有比較大的環(huán)形磁場(chǎng) B。如果電流是變化的,那么磁場(chǎng) B 也是變化的。根據(jù)電磁感應(yīng)定律,變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),并且這個(gè)電場(chǎng)是環(huán)形的電場(chǎng)。如上圖所示,會(huì)在紅色截面上產(chǎn)生環(huán)形的電場(chǎng)。這是如果磁環(huán)的電阻率不是無(wú)窮大,那么環(huán)形的電場(chǎng)就會(huì)產(chǎn)生環(huán)形的電流,也就是產(chǎn)生熱量了,這個(gè)損耗叫渦流損耗。
我們實(shí)際中常用的磁珠是上面這種貼片式結(jié)構(gòu)的,一樣也是會(huì)有渦流損耗,道理跟上面差不多。
磁滯損耗如何理解呢?
磁芯在外磁場(chǎng)的作用下,材料中的一部分與外磁場(chǎng)方向相差不大的磁疇發(fā)生了‘彈性’轉(zhuǎn)動(dòng),這就是說(shuō)當(dāng)外磁場(chǎng)去掉時(shí),磁疇仍能恢復(fù)原來(lái)的方向;而另一部分磁疇要克服磁疇壁的摩擦發(fā)生剛性轉(zhuǎn)動(dòng),即當(dāng)外磁場(chǎng)去除時(shí),磁疇仍保持磁化方向。因此磁化時(shí),送到磁場(chǎng)的能量包含兩部分:前者轉(zhuǎn)為勢(shì)能,即去掉外磁化電流時(shí),磁場(chǎng)能量可以返回電路;而后者變?yōu)榭朔Σ潦勾判景l(fā)熱消耗掉,這就是磁滯損耗。
上圖為典型的磁滯曲線,從前面磁滯損耗的理解來(lái)看。剩磁 Br 越小,那么磁疇的剛性轉(zhuǎn)動(dòng)越少,損耗就越小。或者說(shuō)磁滯損耗正比于磁滯回線包圍的面積。
關(guān)于磁珠的損耗,我請(qǐng)教過(guò)相關(guān)電感生產(chǎn)廠家,磁滯損耗占大頭。
小結(jié)
其實(shí),上面說(shuō)的渦流損耗,磁滯損耗,在前幾期講電感,講磁芯時(shí)已經(jīng)介紹過(guò)了,電感的損耗也是這些。電感和磁珠,本質(zhì)上沒(méi)什么區(qū)別。電感和磁珠的曲線,其實(shí)是差不多的,都是倒“V”型的只不過(guò)因?yàn)槭褂媚康牡牟煌姼形覀円话阕屍涔ぷ髟诟行詤^(qū)域,也就是遠(yuǎn)離諧振頻率的頻段,因此,它的單位是 H。而磁珠工作在阻性區(qū)域,也就是諧振頻率附近,因此他的單位是歐姆。
或者這么說(shuō),電感和磁珠,如果用數(shù)學(xué)公式表示阻抗的話,都是 Z=R+jX。
電感,工作在 X 遠(yuǎn)大于 R 的頻段,也就是 X 占大頭,此時(shí) X 主要是感抗,那么單位不就是亨了么。既然 X 分量占大頭,R 分量很小,因?yàn)橹挥?R 才能消耗能量,那就主要是儲(chǔ)能的作用了。
磁珠,主要工作在 R 大于 X 的頻段,R 占大頭,那么單位不就是歐姆了么。因?yàn)?X 分量占小頭,儲(chǔ)能很少,所以我們說(shuō)磁珠主要是通過(guò)發(fā)熱消耗能量的。