在空心电感(螺线圈)中放入磁芯，内部磁力线是不是变密？

只看该作者 · 2012-1-4 15:11

电感的计算公式是L=u*N^2*A/L
u是磁芯的磁导率，N是线圈的圈数，A是截面积，L是线圈的长度。
如果是空心线圈，u就是空气的磁导率。
通入大小相等的电流，空心电感与带磁芯的电感，在内部产生的磁场强度H值应该是相等的（H=N*I/L）,
由于u的不同，磁感应强度B是不同的（B=u*H）
1.磁感应强度又叫磁通密度，那么磁力线是不是变得密一些（内部力线的条数变多，比如3条变成5条）？
2.如果是环形线圈，带有气隙。都是说气隙处的B不变，为什么不是H不变？

只看该作者 · 2012-1-5 10:21

哈哈，这问题太难了！

只看该作者 · 2012-1-5 11:23

忽略气隙边缘的散磁通，铁芯和气隙空气面的磁通是相等的，
B自然就一样了。

只看该作者 · 2012-1-5 11:42

首先谢谢你的回答。

磁环中的H的计算公式为H=N*I/2*PI*r，可以看出H的值仅仅与磁环的半径、电流的大小、圈数相关。没有说与材料的导磁率相关。

是不是可以认为在气隙处的H也可以用这个公式，这样一来就会导致H处处相等，而根据B=H*u得到的B不相等。

请问这样考虑，错在哪里？

只看该作者 · 2012-1-5 11:48

我看到过一个例子，是计算直导线周围的H值，用的公式为H=I/2PI*r，
导线的一段套了一个半径为A的磁环，另外一段没有套磁环，问套了磁环和没有套磁环，半径为A的地方的H值各是多少。
答案给的是这两种情况下，H是一样的。

只看该作者 · 2012-1-5 16:15

自己顶

只看该作者 · 2012-1-5 22:05

呵呵，我也在想这一块的问题，暂时还帮不上楼主，与楼主共勉！！

只看该作者 · 2012-1-6 10:12

是不是应该这样解释：

磁环中的H的计算公式为H=N*I/2*PI*r，应该是推导出来的，仅在磁环为空心或单一的铁磁介质时候才成立。
首先是计算磁动势，然后计算磁阻，得到磁通量，求出磁通密度。根据H=B/u得到H=N*I/2*PI*r。

如果是两种磁介质（比如铁氧体+气隙的情况），磁阻是这两种磁介质磁阻之和，计算出新的磁通密度。再根据介质各自的u求出H，故H不是相等的。

只看该作者 · 2012-1-6 10:19

在这里还有一个疑问，请各位大侠帮忙。
在计算磁路的长度的时候，书中举的例子，都是环形或矩形的磁介质，有的带气隙。
如果是棒状的或条形的磁介质，磁力线还有很多散布在四周的空气中，这时候磁路的长度应该怎么计算。
个人感觉将磁棒的长度作为磁路的长度不合适。

有的书上给出长螺线圈的H=NI/L，其中L就是螺线圈的长度，感觉在这里，它就将螺线圈做为磁路的长度了。

只看该作者 · 2012-1-6 11:19

H是真空的，B是有介质的，在H的基础上乘以u即得B

如果实际电感不是空心的，再把u丢进去即可

只看该作者 · 2012-1-6 13:20

to Dyn11
你这种说法不对，首先要计算B的值，在根据u值得到H值

如磁环中，有一个气隙，求气隙处的H值，就不能用H=N*I/2*PI*r来算。如果用这个公式，就会得到磁介质与气隙处的H值相等。

首先计算B值的时候，需要用到磁阻，磁阻与磁路的长度是相关的。磁介质是条形这种情况，磁路的长度不知道如何确定。

3万 · 2012-1-6 13:36

11楼：
建议看赵修科《开关电源中磁性元器件》第一章，特别注意安培环路定律。
若能够找到物理系的《电磁学》教材更好，不过物理系教材内容较多，篇幅较大，需要花比较多的时间。

只看该作者 · 2012-1-6 13:51

这个公式应该是只适合于整个磁路均为真空状态时
如果在导磁材料,无论是不是个磁环还是磁棒,无论导磁材料是否闭合
其任一点的磁通应该是线圈产生的真空状态下的磁通与导磁材料放大的磁通之和
像这种闭合导磁材料,中间有一较小空气间隙,如果理想化认为此间隙内的磁通外泄的忽略不计
那相当于气隙只是增加了磁路长度,而没有改变导磁率

只看该作者 · 2012-1-6 13:53

如果在螺线管内加个磁棒,磁力线肯定是密了,原来只有螺线管自身的环形电流产生的磁力线,现在加个磁棒,磁化后整个磁棒的分子电流都在向同一方向各产生自身的磁力线

只看该作者 · 2012-1-6 14:18

13# ghost1325

那相当于气隙只是增加了磁路长度,而没有改变导磁率

也可以说磁路长度在磁材磁路长度的基础上增加了气隙的几何长度（通常很小不计），而大大地降低了磁导率。
比如粉芯材料给出的磁路长度即为其几何尺度而得，并未考虑那些微气隙，但给出的磁导率则是为(等效)磁导率

只看该作者 · 2012-1-6 14:41

磁导率没有变化,磁路长度延长致磁阻增加
磁动势几乎全降到气隙处,这样搞就即不易饱和,又能让气隙中集中大部分的磁能

只看该作者 · 2012-1-6 15:03

请给出粉芯材料的磁路长度及磁导率

只看该作者 · 2012-1-7 17:56

哈哈，支持磁导率变化了。
磁阻的公式为L/uA,L为长度，u为磁导率，A为面积，这样电阻的公式比较类似。
气隙处的u为真空中的磁导率，非常小4PI*10^-7，导致气隙处的磁阻相对比较大，整个磁路的磁阻都变大了。
这样计算出来的磁通量比较小。
与电路做类比，气隙的磁阻大，自然在磁路中获得比较多的能量。
开了气隙之后，L会降低很多。

只看该作者 · 2012-1-7 18:05

开了气隙后，会导致B-H曲线向H轴倾斜，同样的Bsat对应的H值会变大，这意味着不易磁饱和。
有的人说，气隙的作用是用来保存能量。对这种说法表示反对！
气隙是存储了大部分能量不错，但并是说没有了气隙能量就没有地方存储了。

气隙一方面用来防止磁饱和。
另外一方面用来调整这个磁路的平均磁导率。铁磁材料本身的u值偏差有点大，通过气隙来调整整个磁路的u，减小这种偏差。

这是从书上看来的，请大家指正！

只看该作者 · 2012-1-7 18:13

正在学习，哈哈

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