Расчет магнитной проницаемости ферритового кольца. Расчет магнитной проницаемости ферритовых колец: методы и формулы

Как рассчитать магнитную проницаемость ферритового кольца. Какие параметры нужны для расчета. Какие формулы используются. Как провести измерения для определения характеристик ферритового кольца.

Что такое магнитная проницаемость ферритового кольца

Магнитная проницаемость — это важнейшая характеристика ферритовых колец, определяющая их способность усиливать магнитное поле. Она показывает, во сколько раз магнитная индукция в материале больше, чем в вакууме при одинаковой напряженности магнитного поля.

Для ферритовых колец различают несколько видов магнитной проницаемости:

• Начальная магнитная проницаемость — при очень слабых магнитных полях
• Максимальная магнитная проницаемость — наибольшее значение на кривой намагничивания
• Эффективная магнитная проницаемость — учитывает геометрию кольца

В большинстве практических расчетов используется начальная магнитная проницаемость, обозначаемая μ_i.

Формула для расчета магнитной проницаемости

Основная формула для расчета начальной магнитной проницаемости ферритового кольца:

μ_i = L * l_e / (N² * A_e * μ₀)

где:

• L — измеренная индуктивность обмотки, Гн
• l_e — длина средней магнитной линии кольца, м
• N — число витков обмотки
• A_e — эффективная площадь поперечного сечения кольца, м²
• μ₀ = 4π * 10^-7 Гн/м — магнитная постоянная

Как измерить параметры для расчета

Для использования формулы необходимо измерить или рассчитать следующие параметры ферритового кольца:

1. Индуктивность L — измеряется с помощью LC-метра на обмотке из нескольких витков
2. Длина средней линии l_e = π(D + d)/2, где D — внешний диаметр, d — внутренний диаметр
3. Площадь сечения A_e = (D — d)h/2, где h — высота кольца
4. Число витков N подсчитывается при намотке

Все размеры кольца измеряются штангенциркулем. Индуктивность лучше измерять на частоте 1-10 кГц.

Особенности измерения индуктивности

При измерении индуктивности необходимо соблюдать следующие правила:

• Использовать минимальное число витков (5-10) для исключения влияния собственной емкости обмотки
• Равномерно распределять витки по всей поверхности кольца
• Измерять на низких частотах (1-10 кГц) во избежание частотных эффектов
• Использовать провод минимального диаметра для уменьшения влияния геометрии обмотки

При соблюдении этих условий погрешность измерения индуктивности обычно не превышает 2-3%.

Пример расчета магнитной проницаемости

Рассмотрим пример расчета для ферритового кольца со следующими параметрами:

• Внешний диаметр D = 20 мм
• Внутренний диаметр d = 12 мм
• Высота h = 6 мм
• Число витков N = 10
• Измеренная индуктивность L = 25 мкГн

Рассчитаем необходимые величины:

1. l_e = π(20 + 12)/2 = 50.3 мм = 0.0503 м
2. A_e = (20 — 12) * 6 / 2 = 24 мм² = 2.4 * 10^-5 м²

Подставляем в формулу:

μ_i = 25 * 10^-6 * 0.0503 / (10² * 2.4 * 10^-5 * 4π * 10^-7) = 1670

Полученное значение 1670 соответствует типичной магнитной проницаемости ферритов марок 2000НМ или М2000НМ.

Факторы, влияющие на точность расчета

На точность расчета магнитной проницаемости могут влиять следующие факторы:

• Погрешность измерения геометрических размеров кольца
• Неравномерность намотки и распределения витков по кольцу
• Погрешность измерения индуктивности
• Влияние собственной емкости обмотки на высоких частотах
• Неоднородность магнитных свойств по объему кольца

Для повышения точности рекомендуется проводить несколько измерений с разным числом витков и усреднять результаты. Также важно использовать качественные измерительные приборы.

Применение результатов расчета

Рассчитанное значение магнитной проницаемости позволяет:

• Определить марку феррита и его свойства
• Рассчитать индуктивность катушек на данном кольце
• Оценить пригодность кольца для конкретного применения
• Подобрать аналоги от других производителей
• Контролировать качество ферритовых изделий

Знание магнитной проницаемости необходимо при проектировании трансформаторов, дросселей, магнитных антенн и других устройств на основе ферритовых колец.

Зависимость магнитной проницаемости от внешних факторов

Магнитная проницаемость ферритовых колец может изменяться под действием различных факторов:

• Температура — обычно проницаемость уменьшается при нагреве
• Механические напряжения — деформации снижают проницаемость
• Частота — на высоких частотах проницаемость падает
• Напряженность магнитного поля — в сильных полях наступает насыщение
• Время — происходит естественное старение ферритов

Поэтому для точных расчетов необходимо учитывать условия эксплуатации ферритового кольца и при необходимости вводить поправочные коэффициенты.

Расчет магнитной проницаемости ферритовых колец

Просмотрел кучу Почему значение проницаемости в электронных лампах непостоянно? Почему коэффициент D проницаемость в электронных лампах непостоянен и колеблется? Скажем для Размеры кольцевого сердечника: 18х12х10 мм. Диаметр провода с изоляцией: 0.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Наиболее часто задаваемые вопросы по магнитным материалам (FAQ)
• Насыщение сердечника
• Расчет числа витков катушки на тороидальном ферритовом сердечнике
• ПОДБОР ФЕРРИТОВОГО КОЛЬЦА
• Ферриты: Как определить марку ферритового кольца или стержня если маркировка отсутствует?
• Калькулятор: Расчет магнитной проницаемости ферритового кольца
• расчет магнитной проницаемости Ш сердечника
• On-line калькуляторы
• Трансформаторы и дроссели для импульсных источников питания

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Подарок от подписчика: ферритовые кольца. Измеряем их магнитную проницаемость…

Наиболее часто задаваемые вопросы по магнитным материалам (FAQ)

Итак, мы решили поразвлечься и всерьёз сваять что-нибудь стоящее своими руками, как то: индуктивный фильтр для блока питания, дроссель для усилительного каскада, выходной трансформатор для однотактного УНЧ, или фиг его знает — чего ещё похуже Что объединяет этих жертв нашего волеизъявления?

Каждое из перечисленных моточных изделий содержит магнитомягкий магнитопровод, и через каждое из них протекает постоянный ток. И если к переменному току, даже значительных величин, магнитопровод относится сдержанно-положительно, то к постоянке питает явную антипатию и может резко войти в насыщение от её переизбытка.

При насыщении сердечника его относительная магнитная проницаемость резко уменьшается, что влечёт за собой пропорциональное уменьшение индуктивности изделия. На этой странице порассуждаем о тороидальных магнитопроводах из ферритов, распылённого железа, электротехнической стали и их способности противостоять постоянному току. Для наглядности рассмотрим график зависимости B от H , называемый петлёй гистерезиса, для распространённого, где-то даже народного, феррита марки N87 фирмы EPCOS.

Здесь: H — напряжённость магнитного поля, а B — магнитная индукция в сердечнике. Именно на этот участок в большинстве случаев и должен приходиться диапазон рабочих индукций. При дальнейшем повышении напря- жённости магнитного поля магнитная проницаемость начинает быстро падать, пока не наступает момент, при котором дальнейший рост магнитной индукции в сердечнике стопорится на определённой величине. В спецификациях это величина приводится, как значение магнитной индукции насыщения — Bнас , или Bs , то есть величина, при которой значение магнитной проницаемости падает до неприлично малых значений.

Так что давайте без лишних прелюдий и телодвижений сделаем фундаментальный вывод — для нормальной работы катушки, намотанной на магнитопроводе, рабочие значения магнитной индукция в сердечнике не должны превышать величину 0,75 — 0,8 от значения справочной характеристики Bнас Bs. Переходим к незамысловатым формулам! Теперь можно рисовать калькулятор для расчёта магнитной индукции в катушке с учетом выбранного типа сердечника и конкретного количества витков обмотки.

Для удобства восприятия, помещу сюда и значение индуктивности полученного моточного изделия. Другое дело — сердечники из распылённого железа, представляющие собой магнитопровод с немагнитными зазорами, технологически распределёнными по всему объёму магнитопровода. Их очевидный плюс — высокая индукция насыщения, минус — малые величины магнитной проницаемости. В связи с этим, в некоторых случаях в основном на низких частотах предпочтительным является использование именно сердечников из ферритов или железа с пропилом для создания малого воздушного зазора.

Данная мера позволяет в значительной мере увеличить величину допустимых токов через катушку без ввода магнитопровода в режим насыщения. Давайте посчитаем этот параметр. Таблица даёт приблизительную, но, в большинстве своём, приемлемую точность расчёта при величинах длины воздушного зазора 0, мм.

Для Ш-образных сердечников в качестве внутреннего и внешнего диаметров следует вводить справочную характеристику длины магнитного контура le. Определив ниже магнитную проницаемость сердечника с зазором, следует ввести это значение в предыдущий калькулятор и заново произвести вычисления магнитной индукции и индуктивности катушки. Механизмы влияния зазора у Ш-образных и тороидальных сердечников абсолютно идентичны.

Эквивалентная магнитная проницаемость сердечника с зазором уменьшилась и составила величину единиц. Соответственно, уменьшился и наклон петли, позволяя сердечнику работать при гораздо больших значениях напряжённости магнитного поля вдали от области магнитной индукции насыщения сердечника.

А учитывая то, что значение напряжённости H прямо пропорционально, протекающему через катушку току, можно с уверенностью сказать, что область безопасных индукций теперь соответствует более чем на порядок большим токам в обмотке. Линейная область петли гистерезиса также заметно увеличилась, что позволяет увеличить максимальные рабочие значения магнитной индукция в сердечнике вплоть до 0,,9 от значения справочной характеристики Bнас Bs.

Это нужно знать Весь перечень знаний находится на этой странице. Весь перечень знаний находится на этой странице. Насыщение ферритовых сердечников, а также сердечников из распылённого железа и трансформаторной стали. Онлайн калькуляторы — как не загнать сердечник в насыщение. Зависимость магнитной индукции от тока в обмотке и количества витков. Влияние воздушного зазора на режим работы магнитопровода. Магнитная проницаемость сердечника. Начальная магнитная проницаемость сердечника.

Насыщение сердечника

Итак, мы решили поразвлечься и всерьёз сваять что-нибудь стоящее своими руками, как то: индуктивный фильтр для блока питания, дроссель для усилительного каскада, выходной трансформатор для однотактного УНЧ, или фиг его знает — чего ещё похуже Что объединяет этих жертв нашего волеизъявления? Каждое из перечисленных моточных изделий содержит магнитомягкий магнитопровод, и через каждое из них протекает постоянный ток. И если к переменному току, даже значительных величин, магнитопровод относится сдержанно-положительно, то к постоянке питает явную антипатию и может резко войти в насыщение от её переизбытка. При насыщении сердечника его относительная магнитная проницаемость резко уменьшается, что влечёт за собой пропорциональное уменьшение индуктивности изделия.

Пробную обмотку в 5 витков размещать равномерно по кольцу. При дробных значениях десятичным знаком является точка( или ).

Расчет числа витков катушки на тороидальном ферритовом сердечнике

Основными электрическими характеристиками КИ являются индуктивность, омическое сопротивление обмотки, максимальный рабочий ток и величина потерь в сердечнике. Кроме того, немаловажными характеристиками являются габаритные размеры и вес, а также цена и трудоемкость изготовления. Требования к КИ варьируются в зависимости от конкретного применения. Например, для многих понижающих преобразователей и для большинства помехоподавляющих фильтров индуктивность дросселя может быть выбрана большей, чем требуется по расчету. При этом качество работы преобразователя или фильтра не ухудшается, а, напротив, становится лучше. В то же время дроссели для инвертирующих и повышающих преобразователей должны иметь определенную, довольно строго заданную расчетом величину индуктивности. В таких случаях существенное отклонение индуктивности примененной КИ от требуемой — как ее уменьшение, так и увеличение — приводит к нежелательным режимам работы ИИП, излишним потерям и перегрузкам полупроводниковых приборов. Аналогичная картина наблюдается и для трансформаторов.

ПОДБОР ФЕРРИТОВОГО КОЛЬЦА

Общеизвестно, что преподавание по магнитным материалам и возможностям их применения носит в высших учебных заведениях ограниченный характер. Инженеры, работающие с проектами, в которых требуются знания в данной области, часто встречаются с вопросами о научной природе магнитных материалов и о доступных для использования геометриях этих материалов. Специалисты Magnetics скомпоновали наиболее часто встречающиеся вопросы для удобства поиска ответов на эти вопросы теми, кому это требуется. Мы надеемся, что приводимые здесь ответы будут полезны в углублении Ваших знаний по магнитным материалам.

Чтобы авторизоваться, нажмите на эту ссылку после авторизации вы вернетесь на эту же страницу. Если Вы зарегистрированы, но забыли пароль, Вы можете его запросить.

Ферриты: Как определить марку ферритового кольца или стержня если маркировка отсутствует?

Для работы калькулятора необходимо включить JavaScript в вашем браузере! Часто на своем складе всякой всячины вы можете обнаружить ферритовое кольцо маркировка которого стерлась, либо вообще отсутствует. Но даже если маркировка и видна, не следует забывать о старении феррита со временем, в результате которого его начальная магнитная проницаемость уменьшается. Намотав несколько витков на кольцо и измерив мультиметром получившуюся индуктивность, а также размеры кольца, вы можете рассчитать его магнитную проницаемость. В этом вам поможет следующий калькулятор.

Калькулятор: Расчет магнитной проницаемости ферритового кольца

Формула для расчета проницаемости следующая:. Внешний диаметр кольца:. Внутренний диаметр кольца:. Действующими витками считаются витки, проходящие сквозь кольцо, т. Например, при предполагаемом значении проницаемости можно получить от до — такие у нас допуски при производстве ферритов.

магнитную проницаемость ферритового кольца и стержня, если на Формула эта c подставлением в нее индуктивности и размеров.

расчет магнитной проницаемости Ш сердечника

Новые книги Шпионские штучки: Новое и лучшее схем для радиолюбителей: Шпионские штучки и не только 2-е издание Arduino для изобретателей. Обучение электронике на 10 занимательных проектах Конструируем роботов. Руководство для начинающих Компьютер в лаборатории радиолюбителя Радиоконструктор 3 и 4 Шпионские штучки и защита от них.

On-line калькуляторы

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как узнать магнитную проницаемость сердечника

Сначала цифрами указывается величина начальной магнитной проницаемости, затем марка используемого материала, и потом размер кольца в миллиметрах:. Где — величина начальной магнитной проницаемости, НН — марка материала, D — внешний диаметр, d — внутренний диаметр, h — толщина кольца, все размеры в миллиметрах. Для более простых расчетов стоит воспользоваться оценочными формулами, позволяющими получить приближенные значения параметров катушки по известным характеристикам:. В качестве эксперимента был взят тороидальный ферритовый сердечник с магнитной проницаемостью с внешним диаметром 46 мм, внутренним диаметром 28, высотой 8 мм. Намотав равномерно по всему кольцу 17 витков провода была получена индуктивность мкГн измерена при помощи Е Вот результаты расчета по данному примеру:.

Одним из наиболее трудных вопросов, возникающих в процессе конструирования ИИП, является вопрос расчета трансформаторов и катушек индуктивности, в том числе и дросселей.

Трансформаторы и дроссели для импульсных источников питания

С ферритовыми кольцами дел раньше почти не имел, какие могут быть дела с безликими компонентами. Нет на них маркировки, не встречал. Основной источник их появления «разбор». Впрочем, один раз купил, когда собирал тестер транзисторов, был нужен по схеме. Покупал — в магазине подали такое же безликое изделие как и лежащие дома, покупка не впечатлила. Доверие конечно вещь необходимое и заверения продавца были приняты, но собранное на этом кольце устройство не заработало.

Пожалуйста, сообщите об этом — просто выделите ошибочное слово или фразу и нажмите Shift Enter. Формула для расчета проницаемости следующая:. Число витков:.

Определить проницаемость ферритового кольца

Georges Участник с июл Москва Сообщений: Имеется ферритовый стержень мм длиной, 10 мм в диаметре со сквозным отверстием 2 мм. Цвет — темно-серый. Это внешние данные. Есть формула для определения магнитной проницаемости, но для нее требуется, в частности, знать индуктивность намотанной на стержень пробной катушки. В этом вся проблема, т.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Калькулятор: Расчет магнитной проницаемости ферритового кольца
• Ферритовые колечки под ногами
• On-line калькуляторы
• Гуглить чото неохота — магнитная проницаемость и всё такое
• ПОДБОР ФЕРРИТОВОГО КОЛЬЦА
• Easyelectronics.ru
• Изготовление ферритовых дросселей
• Please turn JavaScript on and reload the page.
• Ферриты: Как определить марку ферритового кольца или стержня если маркировка отсутствует?
• Трансформаторы и дроссели для импульсных источников питания

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ФЕРРИТЫ. Фильм 1, Вариант SVA.

Калькулятор: Расчет магнитной проницаемости ферритового кольца

Основными электрическими характеристиками КИ являются индуктивность, омическое сопротивление обмотки, максимальный рабочий ток и величина потерь в сердечнике. Кроме того, немаловажными характеристиками являются габаритные размеры и вес, а также цена и трудоемкость изготовления. Требования к КИ варьируются в зависимости от конкретного применения. Например, для многих понижающих преобразователей и для большинства помехоподавляющих фильтров индуктивность дросселя может быть выбрана большей, чем требуется по расчету.

При этом качество работы преобразователя или фильтра не ухудшается, а, напротив, становится лучше. В то же время дроссели для инвертирующих и повышающих преобразователей должны иметь определенную, довольно строго заданную расчетом величину индуктивности. В таких случаях существенное отклонение индуктивности примененной КИ от требуемой — как ее уменьшение, так и увеличение — приводит к нежелательным режимам работы ИИП, излишним потерям и перегрузкам полупроводниковых приборов.

Аналогичная картина наблюдается и для трансформаторов. В этом случае трансформатор фактически является видоизмененным дросселем. Что касается максимального рабочего тока и сопротивления обмоток, то здесь предела улучшению нет: практически любой дроссель или трансформатор можно успешно заменить на дроссель или трансформатор с большим максимально допустимым значением рабочего тока и меньшим сопротивлением обмоток.

Для кольцевого сердечника с замкнутым магнитным сердечником без зазора параметр A L легко вычислить самостоятельно по формуле:. Справочные данные ряда сердечников без зазора приведены в таблицах 1—4. Там же указаны эффективные геометрические параметры сердечников l e и S e , а также относительная магнитная проницаемость феррита. При использовании материала с другим значением магнитной проницаемости значение параметра A L следует пересчитать:.

Таблица 1. Некоторые кольцевые ферритовые сердечники фирмы Philips Cер-деч-ник TC2. Сердечники типа Р соответствуют отечественным броневым сердечникам Б. Таблица 3. Примечание: Обозначение сердечника указывает на габаритный размер каждой Ш-образной половины в следующем порядке: длина ширина толщина.

Таблица 4. Типичный диапазон проницаемости для ферритов лежит в пределах Практически все разъемные сердечники для силовой электроники выполняются из ферритов с высокой магнитной проницаемостью: и более. Следует иметь в виду, что чем выше магнитная проницаемость феррита, тем выше потери в сердечнике на высоких частотах.

Разъемные сердечники из материала с низкой проницаемостью предназначены для сигнальных цепей, их не рекомендуется использовать в силовых цепях ИИП. Технические данные некоторых зарубежных ферритов приведены в табл.

Из-за недостатка места относительно подробный перечень приведен только для ферритов фирмы Philips, для других фирм автор ограничился популярными силовыми ферритами для разъемных сердечников ИИП.

Таблица 5. Наиболее часто для разъемных сердечников ИИП употребляются марганец-цинковые ферриты следующих марок:. Никель-цинковые ферриты предпочтительны для использования на частотах более 2 МГц, что выходит за рамки рабочего диапазона частот большинства современных ИИП. Как видно из приведенной таблицы, ферриты разных изготовителей имеют схожие параметры и образуют взаимозаменяемые семейства. Кольца фирм Philips и Siemens имеют пластиковую оболочку, цвет которой указывает на марку феррита или порошкового железа.

На разъемных сердечниках марка материала, как правило, указана в текстовом виде. К сожалению, не все магнитные сердечники имеют надлежащую маркировку. Приблизительно оценить магнитные свойства феррита можно следующим образом: как правило, ферриты с более высокой проницаемостью темные, почти черные, они обнаруживают заметно зернистую структуру на сколах и разломах, тогда как ферриты с относительно низкой проницаемостью имеют серый цвет и более однородную структуру. Значение A L для сердечников с зазором тоже можно получить на основе табличных данных.

При увеличении зазора эффект получается такой же, как если бы магнитная проницаемость материала сердечника уменьшалась. Даже сравнительно небольшие зазоры уменьшают проницаемость сердечника в десятки и сотни раз.

Получаемая при этом эффективная магнитная проницаемость me зависит в основном от геометрических размеров и почти не зависит от магнитной проницаемости материала:. Формула 4 справедлива при выполнении следующих условий: me много меньше проницаемости материала сердечника mi, а зазор g много меньше размеров поперечного сечения сердечника.

Обратите внимание на то, что для разъемных сердечников в табл. Дело в том, что реально разъемный сердечник всегда имеет некий зазор, хотя и очень маленький. Кроме того, часть магнитных линий проходит мимо сердечника, особенно если размеры его малы, а форма значительно отличается от кольцевой.

При очень малых зазорах или малой проницаемости феррита соотношение 4 неточно, ведь даже при нулевом зазоре эффективная магнитная проницаемость не может превысить магнитной проницаемости материала сердечника. При очень больших зазорах форма магнитного поля в них искажается, что приводит к дополнительным погрешностям при использовании формулы 4.

Пусть читателей не смущает кажущаяся ограниченность области применения формулы 4 , она покрывает подавляющее большинство практических случаев. Длина средней магнитной линии сердечника 42,8 мм, размеры поперечного сечения 3. Введем в сердечник прокладку из немагнитного материала толщиной 0. Окончательная формула для расчета параметра AL сердечника с зазором такова:. Ограниченный объем журнальной статьи не позволяет поместить данные всех имеющихся на рынке видов сердечников.

Выход из положения подсказывают следующие рассуждения. Значение A L зависит только от двух факторов: магнитной проницаемости и геометрии сердечника. Очень важно, что при таком геометрическом топологическом преобразовании параметр A L изменяется незначительно.

Следовательно, любой замкнутый сердечник сложной формы можно мысленно подвергнуть и обратному преобразованию в кольцо. Таким образом, становится ясно, как поступать с сердечниками, не описанными в таблицах: надо измерить их геометрические размеры, вычислить длину средней магнитной линии и усредненное поперечное сечение магнитопровода, а затем найти A L сердечника по формуле 2.

Есть и другой путь. Нетрудно найти значение AL по результатам измерения индуктивности пробной обмотки. Затем измерительным мостом или LC-метром измерьте получившуюся индуктивность L и рассчитайте A L по формуле:. Найти, сколько витков должна иметь обмотка для получения заданной индуктивности, можно по формуле:. Легко видеть, что обе последние формулы являются простыми преобразованиями формулы 1.

В случае когда через катушку с сердечником протекает большой ток, магнитный материал сердечника может войти в насыщение. При насыщении сердечника его относительная магнитная проницаемость резко уменьшается, что влечет за собой пропорциональное уменьшение индуктивности. Снижение индуктивности вызывает дальнейший ускоренный рост тока через КИ, и т. В большинстве ИИП насыщение сердечника крайне нежелательно и может приводить к следующим негативным явлениям:.

Список можно продолжить, но и так уже ясно, что следует избегать работы сердечника в режиме насыщения. Ферриты входят в насыщение, если величина плотности потока магнитной индукции превышает мТ миллитесла , причем эта величина не так уж сильно зависит от марки феррита. То есть мТ является как бы врожденным свойством именно ферритов, другие магнитные материалы имеют другие величины порога насыщения.

Например, трансформаторное железо и порошковое железо насыщаются при величине плотности потока магнитной индукции примерно 1Т, то есть могут работать в гораздо более сильных полях. Более точные значения порога насыщения для разных ферритов указаны в табл. Величина плотности потока магнитной индукции в сердечнике рассчитывается по следующей формуле:. Несложное преобразование формулы 8 поможет найти ответ на практический вопрос: какой максимальный ток может проходить через дроссель до того, как сердечник войдет в насыщение?

После сокращений получаем:. Результат получается, на первый взгляд, довольно парадоксальный: величина максимального тока через КИ с зазором определяется отношением размера зазора к количеству витков обмотки и не зависит от размеров и типа сердечника.

Однако этот кажущийся парадокс объясняется просто. Ферритовый сердечник настолько хорошо проводит магнитное поле, что все падение напряженности магнитного поля приходится на зазор. При этом величина потока магнитной индукции, одинаковая и для зазора, и для сердечника, зависит лишь от ширины зазора, тока через обмотку и количества витков в обмотке и не должна превышать мТ для обычных силовых ферритов.

Для ответа на вопрос, какой величины суммарный зазор g надо ввести в сердечник, чтобы он выдержал без насыщения заданный ток, преобразуем выражение 10 к следующему виду:. Чтобы нагляднее показать влияние зазора, приведем следующий пример. Рассчитаем количество витков, необходимое для получения индуктивности мкГн.

Воспользовавшись формулой 7 , получаем чуть более 16 витков. Эффективная магнитная проницаемость уменьшится. После несложных расчетов по формулам 5 и 7 находим, что для получения индуктивности мкГн нам надо намотать витков.

По формуле 10 определяем максимальный ток КИ, он увеличился до 3,8 А, то есть более чем в 5 раз. Отсюда следует и практическая рекомендация для читателей, самостоятельно конструирующих дроссели.

Чтобы получить катушку индуктивности, работающую при максимально возможном токе, заполните сердечник проводом полностью, а затем создайте в сердечнике максимально возможный зазор. Если при проверочном расчете окажется, что дроссель имеет чрезмерный запас по току, то выбирайте меньший размер сердечника или, по крайней мере, уменьшайте количество витков в обмотке, чтобы снизить потери в меди, и одновременно уменьшайте зазор в сердечнике. Важно подчеркнуть, что эта рекомендация не относится к трансформаторам, в которых ток протекающий через первичную обмотку, определяется двумя составляющими: током, передаваемым во вторичную обмотку, и небольшим током, намагничивающим сердечник ток магнетизации.

Как видим, зазор в сердечнике дросселя играет исключительно важную роль. Однако не все сердечники позволяют вводить прокладки. Этим и объясняется факт большого разнообразия типов магнитных материалов, применяемых промышленностью для изготовления колец, тогда как разъемные сердечники для ИИП, куда легко ввести зазор, почти всегда выполнены из ферритов с высокой магнитной проницаемостью. Наиболее распространенными при использовании в ИИП оказываются два типа колец: с низкой проницаемостью в пределах Порошковое железо оказывается наиболее предпочтительным материалом для кольцевых неразъемных сердечников дросселей, работающих при больших токах подмагничивания.

Проницаемость порошкового железа обычно находится в пределах В табл. Проверить, входит ли сердечник в насыщение при работе обычного ИИП, несложно: достаточно проконтролировать при помощи осциллографа форму тока, протекающего через КИ. Датчиком тока может служить низкоомный резистор или трансформатор тока.

КИ, работающая в нормальном режиме, будет иметь геометрически правильную треугольную или пилообразную форму тока. В случае же насыщения сердечника форма тока будет искривлена. Публикуется с разрешения главного редактора журнала «Схемотехника» Алексей Кузнецов. Карта сайта.

Ферритовые колечки под ногами

By derba , January 14, in Начинающим. Очень часто приходится снимать параметры ферритовых колец. Например: разобрал какой нибудь прибор, а там колечко, по размерам подходит. Первое, это нужно измерить магнитную проницаемость, для этого мотается равномерно сорок восемь витков, со средним выводом. Для этого собирается схема генератора рис.

Ищете и не можете найти ферритовое колечко? разную проницаемость, и далеко не все доступные кольца эффективно работают в.

On-line калькуляторы

Запросить склады. Перейти к новому. Есть несколько ферритовых колец с неизвестной относительной магнитной проницаемостью. Измерителя L нет. Пробовал измерить через звуковуху программой Multi Meter 0. Если собрать фильтр какой лучше? Сопротивления и емкости измерить тестер позволяет. И сколько витков мотать оптимально? Меню пользователя whazza Посмотреть профиль Отправить личное сообщение для whazza Найти ещё сообщения от whazza.

Гуглить чото неохота — магнитная проницаемость и всё такое

Чтобы авторизоваться, нажмите на эту ссылку после авторизации вы вернетесь на эту же страницу. Если Вы зарегистрированы, но забыли пароль, Вы можете его запросить. Продажа авто, мото Вместе с Авто. Ford Focus.

Сначала цифрами указывается величина начальной магнитной проницаемости, затем марка используемого материала, и потом размер кольца в миллиметрах:.

ПОДБОР ФЕРРИТОВОГО КОЛЬЦА

Правила форума. RU :: Правила :: Голосовой чат :: eHam. Страница 1 из 2 1 2 Последняя К странице: Показано с 1 по 15 из Добавить тему форума в del. Закладках Разместить в Ссылки Mail. Ru Reddit!

Easyelectronics.ru

Основными электрическими характеристиками КИ являются индуктивность, омическое сопротивление обмотки, максимальный рабочий ток и величина потерь в сердечнике. Кроме того, немаловажными характеристиками являются габаритные размеры и вес, а также цена и трудоемкость изготовления. Требования к КИ варьируются в зависимости от конкретного применения. Например, для многих понижающих преобразователей и для большинства помехоподавляющих фильтров индуктивность дросселя может быть выбрана большей, чем требуется по расчету. При этом качество работы преобразователя или фильтра не ухудшается, а, напротив, становится лучше.

Просьба поделиться знаниями: как можно определить простыми способами магнитную проницаемость ферритового кольца и стержня.

Изготовление ферритовых дросселей

Маркировка ферритов. Список форумов Irbislab. Предыдущая тема :: Следующая тема. У нас в СНГ ферриты не маркируют, или иногда наносят надпись, а кромки не обтачивают по крайней мере раньше так было.

Please turn JavaScript on and reload the page.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как узнать магнитную проницаемость сердечника

Дневники Файлы Справка Социальные группы Все разделы прочитаны. Ферриты: Как определить марку ферритового кольца или стержня если маркировка отсутствует? Всем добрый день. У меня будет такой вопрос. Как опредилить марку феритового кольца или фиритового стержня , если маркировка отсутствует. И еще одно почему одни фериты прозваниваются обычным тестером на мегомах а другие нет???

Правила форума.

Ферриты: Как определить марку ферритового кольца или стержня если маркировка отсутствует?

Потребовалась мне катушка индуктивности на ферритовом колечке с небольшой проницаемостью. Взял какое-то, которое продавалось вроде как 30ВЧ или типа того. Размеры 11х8х4,5. Намотал пробную обмотку из 10 витков, измерил индуктивность, рассчитал проницаемость получилось около 80 и исходя из нее сделал расчет для обмотки с необходимой индуктивностью. Намотал, измерил индуктивность, и удивился цифрам значительно меньшим чем ожидалось. Решил добавить витков, намотал еще одну обмотку из 30 витков проводом 0,35 мм. Получил индуктивность 12 мкГн.

Трансформаторы и дроссели для импульсных источников питания

Подписка на рассылку Подписаться письмом Архив рассылки. Вы вошли как Гость Войти в систему или зарегистрироваться. Число витков:. Внешний диаметр кольца:.

Определение материала ферритового сердечника

Основной характеристикой, отличающей марки материалов Fair-Rite, является начальная проницаемость. Это индуктивная часть комплексной проницаемости материала, измеренная конкретно на частоте 10 кГц с плотностью потока менее 10 Гс (синусоидальное возбуждение). Расчет начальной проницаемости рассматриваемого образца является наиболее надежным способом получить приблизительное представление о том, из какого материала он сделан. Чтобы оценить проницаемость, вам понадобится изолированный провод и способ измерения индуктивности с синусоидальным сигналом 10 кГц (в крайнем случае 1–100 кГц должны быть примерно одинаковыми для большинства материалов). В целом, измеритель LCR является оптимальным оборудованием для проведения таких измерений. Приложив немного дополнительных усилий, можно использовать источник сигнала вместе с осциллографом. Гораздо проще оценить геометрию тороидального типа, хотя любой сердечник с замкнутой магнитной структурой можно оценить с достаточно высокой степенью точности. Сердечники с воздушными зазорами в конструкции также могут быть оценены, хотя способность различать марки материалов снижается по мере увеличения длины зазора. «Открытые» магнитные структуры также могут быть оценены на проницаемость, хотя способность различать материалы разных марок сильно зависит от размеров сердечника и применяемой обмотки.

Замкнутые магнитные конструкции

Первым шагом в оценке начальной магнитной проницаемости в замкнутой магнитной конструкции является измерение основных физических размеров сердечника. Целью здесь является вычисление параметра ядра C ₁  (см ^-1 ), который представляет собой эффективную длину пути (∑ l ), деленную на площадь поперечного сечения (A _e ). Этот параметр необходим для расчета индуктивности воздушного сердечника, обозначаемой как L ₀  (Гн) для рассматриваемого сердечника. Уравнение для расчета L ₀  выглядит следующим образом:  В этом уравнении N = количество витков на сердечнике. Сердечники тороидального типа легче всего рассчитать из-за их одинаковой площади поперечного сечения, круговой длины пути и отсутствия воздушного зазора.

После расчета L ₀  для сердечника необходимо измерить индуктивность. Следует использовать многовитковые обмотки, чтобы уменьшить значение индуктивности, добавляемой WIRE в измеренную индуктивность узла сердечника. Это предотвратит сильное искажение измерения проницаемости (особенно в материалах с низкой проницаемостью) из-за индуктивности самого провода. Рекомендуется от пяти до десяти витков через апертуру сердечника или вокруг центральной стойки в случае сопряженной геометрии или сердечника с несколькими апертурами. Сердечники с большей длиной пути к площади поперечного сечения должны иметь большее количество витков, чтобы смягчить влияние провода. Затем намотанный сердечник следует измерить с помощью измерителя LCR, настроенного на 10 кГц (значения 1–100 кГц должны быть одинаковыми для большинства материалов), и записать значение последовательной индуктивности. Для счетчиков LCR с регулируемым уровнем колебаний; Напряжение должно быть отрегулировано таким образом, чтобы пиковая плотность потока (Bpk) оставалась ниже 10 Гс: где E = среднеквадратичное значение напряжения синусоидальной волны, f = частота в Гц, N = число витков и A _e = Эффективная площадь поперечного сечения в см ² . Следует иметь в виду, что на проницаемость будет влиять достаточно высокая пиковая плотность потока. Чтобы перейти от индуктивности к начальной проницаемости, измеренное значение Ls в генри следует разделить на рассчитанное значение L ₀  в генри. Для сопряженных сердечников или стержней с зазором результирующее число (эффективная проницаемость) будет меньше фактической проницаемости материала, пропорциональной длине зазора.

Открытые магнитные конструкции

Оценка открытых магнитных структур, таких как стержни и катушки, менее однозначна, чем закрытых магнитных структур. Поскольку большая часть поля находится не внутри сердечника, начальная проницаемость оказывает значительно меньшее влияние на индуктивность намоточной сборки. Отношение длины к диаметру сердечника может существенно повлиять на способность различать материалы. Как видно на графике ниже; Ядра с малым отношением длины к диаметру имеют очень низкую эффективную проницаемость (µ _{стержень} ), который почти неотличим между марками материала.

Уловка для оценки сердечника стержневого типа с низким отношением длины к диаметру состоит в том, чтобы взять несколько стержней, расположенных встык, и испытать их как один более длинный стержень. Воздушные зазоры между сердечниками будут иметь относительно незначительное влияние на эффективную магнитную проницаемость, учитывая, что большая часть магнитного поля не находится внутри сердечника. Это можно увидеть в приведенном ниже примере практического испытания, где стержни с малым соотношением длины к диаметру из материалов 77 и 61 укладываются вместе, чтобы сделать стержень все более длинным. При этом эффективную проницаемость (обозначаемую индуктивностью) легче различить между двумя материалами, поскольку больше стержней собрано вместе. Пример этого показан ниже. Как видно из приведенного ниже примера; материал с более высокой проницаемостью (77) приводит к более низкой индуктивности, чем материал с более низкой проницаемостью (61), когда отношение L/D низкое. Это на самом деле не свидетельствует об относительной производительности материалов. Разница больше связана со сложностью измерения стержня с низким отношением L/D из-за относительно небольшого влияния проницаемости материалов на индуктивность.

Диаметр	Длина	Отношение длина/длина	Количество ядер	Н	Индуктивность 77 Материал	Индуктивность 61 Материал
9.474	8,17	0,86	1	10	2,75	2,98
9.474	24,50	2,59	3	30	34,15	29.4
9.474	48,99	5,17	6	60	171,93	137,97

Покрытие катушки над стержнем также является важным фактором. Получение полного покрытия стержня даст более низкий модификатор индуктивности (K) и, следовательно, более высокую индуктивность, что упрощает различение различных материалов. Тренд модификатора индуктивности в зависимости от отношения длины катушки к длине стержня можно увидеть ниже.

С помощью собранной информации можно рассчитать эффективную проницаемость материалов (µ _{стержень} ) по этой формуле. где:

K = модификатор индуктивности                µ 0 = 4π10 -7 µ стержень = число витков 1 (рисунок 1) Ae= Площадь поперечного сечения стержня (см 2 ) L = Длина стержня (см)            L c = длина обмотки (см)

После расчета стержня µ полученное значение следует сравнить с таблицей на рисунке 1, чтобы сопоставить его с перечисленными материалами. Материалы, которые специально не указаны в списке, могут быть интерполированы на основе начальной проницаемости относительно материалов, перечисленных в таблице. Например, если стержень µ _{выше, чем у материала 77/78 при данном отношении длины к диаметру, можно сделать вывод, что используемый материал имеет более высокую начальную проницаемость (например, материал 75 или 76), чем материал 77 или 78.}

Дополнительный метод

В случае открытых и закрытых магнитных структур возможно некоторое перекрытие проницаемостей между различными материалами. Часто ферриты NiZn и MnZn могут иметь одинаковую или близкую проницаемость. Простой метод различения этих двух основных материалов — измерение сопротивления материала. Существуют специальные измерители сопротивления, предназначенные для точного измерения объемного удельного сопротивления, но для определения между этими двумя основными типами будет достаточно зондирования небольшого участка на поверхности детали с помощью простого мультиметра. NiZn ферриты имеют относительно высокое объемное сопротивление постоянному току от примерно 100000 Ом·см и выше. Ферриты MnZn имеют объемное удельное постоянное сопротивление около 3000 Ом·см и ниже. В то время как базовый мультиметр может не иметь диапазона для измерения ферритов NiZn, высокое значение за пределами диапазона будет указывать на то, что материал является NiZn, а не MnZn.

Заключение

Начальная проницаемость и грубая оценка проницаемости дадут довольно хорошую оценку материала, из которого сделан ферритовый сердечник. Иногда более чем один ферритовый материал соответствует двум измеренным характеристикам. Различать эти материалы; Чтобы различать, необходимо учитывать вторичные характеристики, такие как потери мощности, плотность потока насыщения, температура Кюри и многие другие. Для измерения этих характеристик обычно требуется более специализированное испытательное оборудование/процедуры. Вместо возможности измерить эти характеристики всегда можно отправить образец в Fair-Rite для тестирования. Другой — создать краткий список материалов и попробовать их на месте. Вполне возможно, что исходный материал сердцевины может быть не лучшим материалом сердцевины для применения (в то время это могло быть так). Также возможно, что больше, чем на материале, будет хорошо работать для приложения, если оно не ограничено какой-либо из этих вторичных характеристик.

 

Расчет проницаемости тороидального сердечника — Power Electronics Talks

Приведенные ниже расчеты позволяют легко найти неизвестную относительную проницаемость тороидального сердечника. Что поможет вам найти уровень рабочей частоты тороидального сердечника.

Что такое относительная проницаемость?

Относительная проницаемость определяет, как наличие определенного материала влияет на взаимосвязь между плотностью потока и напряженностью магнитного поля. Слово «относительный» означает, что проницаемость определяется по отношению к проницаемости вакуума.

Что такое начальная проницаемость?

Начальная проницаемость определяет относительную проницаемость материала при низких значениях плотности магнитного потока (т.е. ниже 0,1 Тл). Низкий поток имеет то преимущество, что каждый феррит можно легко измерить при такой плотности без риска насыщения.

Сравнение различных ферритовых материалов можно легко провести с помощью магнитной проницаемости.

Расчет проницаемости тороидального сердечника

Шаг № 1: Найти значение ШС с помощью тестовой обмотки. Намотайте несколько витков медного провода на сердечник или, если вы вынимаете сердечник из цепи, используйте имеющуюся обмотку.

Запишите измеренное значение индуктивности. Преобразуйте его в Нано-Генри.
Затем подсчитайте количество витков, т.е. N.

Затем значение AL можно рассчитать по формуле:

AL = L/N²

Приведенную выше формулу можно изменить для расчета необходимого количества витков для конкретной индуктивности, как указано выше. ниже;

N = √ (L/AL)

Может быть дополнительно изменено для получения индуктивности (нГн) для определенного числа витков, как указано ниже;

L = AL N²

Дальнейшие шаги помогут определить фактически используемый материал сердцевины; по которому мы можем легко найти диапазон частот, в котором он полезен или работает.

Проницаемость можно рассчитать с помощью метода, описанного ниже.

Этап № 2: На рисунке ниже показан тороидальный сердечник. Сначала измерьте размеры сердечника тороида в миллиметрах.

Тороидальный сердечник

Где,

Внутренний диаметр = ID
Внешний диаметр = OD
Высота = ht.

Шаг № 3: Рассчитайте площадь поперечного сечения сердечника Ae и длину магнитного пути Le.

Площадь поперечного сечения определяется как:

Ae = [(OD-ID) h / 2]-πr²

Длина магнитного пути определяется как:

Le = [(OD-ID) π] / 2

Шаг № 4: Рассчитать относительную проницаемость µr:

µr = (AL Le) / (0,4 π Ae)

Помещая формулы Ae и Le, формулу µr также можно записать в виде:

µr = AL{(OD+ID) / [0,4ht(OD -ID)-0.