多种材料的磁导率.docx

1、多种材料的磁导率非铁磁性物质的近似等于0。而铁磁性物质的磁导率很高，0。铁磁性材料的相对磁导率r=/0如铸铁为200400；硅钢片为700010000；镍锌铁氧体为101000；镍铁合金为2000；锰锌铁氧体为3005000；坡莫合金为20000200000。空气的相对磁导率为；铂为；汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质，其相对磁导率都小于1，分别为、。铁粉心 磁导率10左右材料以优良的频率特性和阻抗特性良好的温度特性是雷达和 发射机滤波用电感器最佳材料； 磁导率33材料 最适合在几十A到上百A的大电流逆变电感器，如果对体积和温升要求不高，可以使用其做频率底于50KHz的开关电源输出电

2、感器，APFC电感器； 磁导率75材料是做差模电感器和频率在20K左右的滤波电感器储能电感器的高性价比材料。 铁镍50 该材料最适合用做差模电感器 但是价格很高，由于原来国内能做铁镍钼的厂家做的铁镍钼性能很差，所以一些开关电源厂家和军工客户都使用铁镍50材料做储能电感器，其实这是错误的选择，因为这种材料的损耗仅好于铁粉心，是铁硅铝的2倍左右，是铁镍钼的三倍左右，但是该材料同样磁导率下，直流叠加特性好于铁硅铝材料， 虽然它的Bs值达14000Gs，但是由于磁滞回线的形状不一样，所以它的直流叠加特性并不好于铁镍钼材料（只是原来国内能做的厂家做的性能较差）。 铁硅铝 高性价比材料，是铁粉心的替代品（

3、不包括低磁导率铁粉心）。 铁镍钼 价格与铁镍50相当（我公司），损耗最低材料，频率特性最好的材料，如果将您正在使用的国内公司的铁镍50材料换成我公司的铁镍钼材料将大大提高您的模块效率。不信您可以索要样品适用 。 四种金属磁粉心 性能和价格对比 磁粉心类型 项目 铁粉心 铁硅铝 铁镍50 铁镍钼 初始磁导率 6125 26、60、75、90、125 60、75、90、125 60、75、90、125、147、160 饱和磁通密度Bs（mT） 1000 1050 1400 700 尺寸（仅以环型为例，外径mm） 102 损耗(100kHz,100mT,mW/cm2) 5000 (磁导率为60) 9

4、00 1100 700 工作温度范围() -65125 -55200 -55200 -55200 居里温度() 400 400 400 产品形状 环、E、U、棒、SMD等 环、E、SMD 环 环 直流叠加特性 （50Oe的有效磁导率的%） 磁导率33 77% 磁导率60 63% 72% 90% 80% 磁导率75 53% 65% 87% 73% 磁导率90 45%（磁导率85） 52% 80% 68% 磁导率125 37% 75% 55% 价格因子 （相同尺寸产品） 12（10低磁导率材料） 10 17 22 金属磁粉心与铁氧体材料 应用对比应用之功率变压器 材料 典型频率范围（Hz） 工作温

5、度范围（） 尺寸类型极限 功率容量 价格 优（劣）特性 MnZn铁氧体 NiZn铁氧体 10k1M 50k1G -55150 -55150 Gu、环、E等 极限尺寸为500cm3 Gu、环、E等 极限尺寸为250cm3 低 低 低 中 高磁导率、高频低损耗（饱和磁通密度低） 适中的磁导率和高频低损耗（饱和磁通密度低） 高磁导率铁粉心 中磁导率铁粉心 低磁导率铁粉心 25k1M 1M1G -55125 -55125 极限尺寸为350cm3 极限尺寸为350cm3 中 中 低 低 （高损耗，低磁导率） 低损耗，良好的稳定性（磁导率低） 低损耗，良好的稳定性（磁导率低） 铁镍钼磁粉心 铁镍50磁粉心

6、 铁硅铝磁粉心 5k200k 5k50k 5k200k -55200 -55200 -55200 环型极限外径到 环型极限外径到 环型极限外径到 中 中 中 高 高 中 非常稳定(低的磁导率限定该材料只能用到单端反激变压器上) 非常稳定、高BS(低的磁导率限定该材料只能用到单端反激变压器上) 非常稳定、高BS(低的磁导率限定该材料只能用到单端反激变压器上) 应用之RF变压器 材料 典型频率范围（Hz） 工作温度范围（） 尺寸类型极限 功率容量 价格 优（劣）特性 MnZn铁氧体 NiZn铁氧体 1M5M 50k1G -55150 -55150 大多为环、Gu和其他小类型 环、Gu和其他小类型

7、低 低 低 中 高磁导率、可调、高Q（稳定性很差） 适合的磁导率、可调、在高频具有高Q值 高磁导率铁粉心 中磁导率铁粉心 低磁导率铁粉心 1M10M 25k1M -55125 -55125 极限尺寸为350cm3 极限尺寸为350cm3 中 中 中 （高损耗） 良好的稳定性 低损耗，良好的稳定性（磁导率低） 铁镍钼磁粉心 铁镍50磁粉心 铁硅铝磁粉心 5k200k -55200 环型极限外径到 低 高 非常稳定(与铁氧体相比具有低的磁导率，低的Q值) 应用之精密变压器 材料 典型频率范围（Hz） 工作温度范围（） 尺寸类型极限 功率容量 价格 优（劣）特性 MnZn铁氧体 NiZn铁氧体 10

8、k5M -55150 Gu、环、E等 极限尺寸为500cm3 中 低 高磁导率、高频低损耗（饱和磁通密度低） （低磁导率） 高磁导率铁粉心 中磁导率铁粉心 低磁导率铁粉心 （低磁导率） （低磁导率） （低磁导率） 铁镍钼磁粉心 铁镍50磁粉心 铁硅铝磁粉心 DC500k -55200 环型极限外径到 非常低 高 低磁导率有益于高频下、高电叠加小信号传感器应用 应用之纯电感 材料 典型频率范围（Hz） 工作温度范围（） 尺寸类型极限 功率容量 价格 优（劣）特性 MnZn铁氧体 NiZn铁氧体 10k5M 50k1G -55150 -55150 Gu、环、E等 极限尺寸为500cm3 Gu、环、

9、E等 极限尺寸为250cm3 低 中 低 中 高磁导率、高频低损耗、可调（饱和磁通密度低，稳定性很差） 适中的磁导率和高频低损耗、可调（饱和磁通密度低） 高磁导率铁粉心 中磁导率铁粉心 低磁导率铁粉心 1k50 50k2M 25k1M -55125 -55125 -55125 环型极限外径到 极限尺寸为350cm3 极限尺寸为350cm3 高 高 高 低 低 中 高Bs、低价格 （损耗高，磁导率低） 低损耗，良好的稳定性（磁导率低） 低损耗，良好的稳定性（磁导率低） 铁镍钼磁粉心 铁镍50磁粉心 铁硅铝磁粉心 DC300k DC100k DC300k -55200 -55200 -55200

10、环型极限外径到 环型极限外径到 环型极限外径到 高 极高 高 高 高 中 非常稳定、高BS、低磁滞损耗，是金属磁粉心中损耗最低的 低损耗、良好的稳定性（低的磁导率） 低损耗、良好的稳定性（低的磁导率） 应用之纯电感 材料 典型频率范围（Hz） 工作温度范围（） 尺寸类型极限 功率容量 价格 优（劣）特性 MnZn铁氧体 NiZn铁氧体 10k5M 50k1G -55150 -55150 Gu、环、E等 极限尺寸为500cm3 Gu、环、E等 极限尺寸为250cm3 低 中 低 中 高磁导率、高频低损耗、可调（饱和磁通密度低，稳定性很差） 适中的磁导率和高频低损耗、可调（饱和磁通密度低） 高磁导

11、率铁粉心 中磁导率铁粉心 低磁导率铁粉心 1k50 50k2M 25k1M -55125 -55125 -55125 环型极限外径到 极限尺寸为350cm3 极限尺寸为350cm3 高 高 高 低 低 中 高Bs、低价格 （损耗高，磁导率低） 低损耗，良好的稳定性（磁导率低） 低损耗，良好的稳定性（磁导率低） 铁镍钼磁粉心 铁镍50磁粉心 铁硅铝磁粉心 DC300k DC100k DC300k -55200 -55200 -55200 环型极限外径到 环型极限外径到 环型极限外径到 高 极高 高 高 高 中 非常稳定、高BS、低磁滞损耗，是金属磁粉心中损耗最低的 低损耗、良好的稳定性（低的磁导

12、率） 低损耗、良好的稳定性（低的磁导率）第一章 直流电路 本章内容是在已学过的物理学基础上，介绍电路的基本物理量、电阻的基本知识、欧姆定律、电气设备的额定值、电路的几种状态及电容器的充放电。并进一步研究直流电路的分析方法：如电源的等效变换法、支路电流法、叠加原理法、戴维南定理法。 通过本章的学习，应达到以下要求： (1)能正确地理解电路的基本概念、基本定律和电容充放电电路中电压、电流与时间之间的函数关系。 (2)能用所学过的分析方法对简单和复杂的直流电路进行分析计算。 第一节 电路及基本物理量 一、电路与电路模型 1电路 电路是电流所流经的路径，实际电路的种类很多，形式和结构也各不相同，但其作

13、用不外乎有以下两个方面：一是应用电路进行电能的传输和分配，以实现与其他形式的能量的相互转换，例如：从发电、输电、配电到用电的过程；二是应用电路进行信号的传输、交换和处理，例如：生产过程的自动控制，电视、广播的发射和接收，各种信号、数据的储存和处理等。 图11所示的是两种典型的电路框图。 2电路模型 在研究电路的工作原理时，通常是用一些规定的图形符号来代表实际的设备和器件，并用连线表示出这些设备和器件之间的连接关系，构成电路模型来进行分析。图l-2是几种常用的理想电路元件。 每个电路不论其作用如何、结构多么复杂，都是由以下几个基本部分组成的。 电源：是供应电能的装置，如发电机、电池、信号源等。

14、负载：负载是指用电的装置或设备，如电灯、电动机、空调、电冰箱等。 中间环节：简单电路的中间环节是由连接导线、开关组成，而复杂电路的中间环节是由各种控制设备、监测仪表等组成的网络，电源接它的输入端，负载接它的输出端。 图13是一个最简单的电路模型，其实际电路是一常用的手电筒电路，实际元件有干电池、电珠、开关和筒体。在电路模型中电阻RL就是电珠，电源电动势E和其内阻R。就是干电池，导线和开关这一中间环节就是简体。第1页无论是电能的传输或转换电路，还是信号的传递和变换电路，其中电源或信号源的电压、电流输入称为激励，它能够推动电路工作。激励在电路各部分所产生的电压和电流输出称为响应。电路分析实质就是分

15、析激励和响应之间的关系。为此，我们必须对电路的物理量有一个明确的认识。 二、电路中的基本物理量 1电流 电流强度：电流的强弱是用电流强度来表示。如果电流的大小和方向均不随时间变化，这种电流称为恒定电流，简称直流。其电流强度用单位时间内通过导体横截面的电流来度量，即 I=Q/t(1-1) 电流的方向：习惯上把正电荷的运动方向规定为电流的实际方向，但在复杂电路分析中，往往很难事先判断电流的实际方向，因此需要引入参考方向(即正方向)的概念。其方法是：任意假设某一支路中的电流参考方向，把电流看作代数量，若计算结果为正，则表示电流的正方向与实际方向相同；若计算结果为负，则表示电流的正方向与实际方向相反，

16、如图1-4所示。 电流用I来表示。 电流的单位：电流的标准单位是安培(A)，计量微小电流时，可采用毫安(mA)或微安(uA)来表示，其换算关系如下 1A=10mA=10uA 2电位 与物体在某一位置上具有一定的位能相类似，正电荷在电路的某一点上具有一定的电位能。要确定电位能的大小，必须在电路上选择一参考点作为基准点，该点称为零参考点。 如图1-3所示，把A点作为零参考点(用“上”符号来表示)，那么正电荷在。点所具有的电位能Fs与正电荷所带电量Q的比值，称为电路中。点的电位，用y。表示，即第二章 交流电路 第一章我们讨论了直流电路，知道了该电路的电动势、电压、电流大小与方向是不随时间的变化而变化

17、的。本章主要讨论大小、方向均随时间作正弦规律变化的电动势、电压和电流，这种电动势、电压和电流称为正弦电动势、正弦电压和正弦电流，统称为正弦交流电。 通过本章的学习要达到以下要求： (1)深入理解单相交流电和三相交流电的特征，特别是有效值、初相位和相位差。 (2)熟悉正弦量的各种表示方法和相互关系。 (3)熟练掌握三种单一参数电路的电压、电流关系及能量转换关系。 (4)了解交流电路的频率特征，重点是谐振电路。 (5)具备分析和计算简单的单相和三相交流电路的能力。 第一节 单相正弦交流电的基本概念 一、正弦交流电的产生 正弦交流电通常由交流发电机产生的，如图2-l表示最简单的交流发电机的构造。在静

18、止的磁极N和s间放着一个能转动的圆柱形铁心，在它一面紧绕着一匝绝缘的线圈。线圈的两端分别接到两个钢制的滑环上，滑环固定在转轴上，并与转轴绝缘。每个滑环上安放着一个静止的电刷，用来把线圈中感应出来的正弦交变电动势和外电路接通。 由铁心、线圈、滑环等所组成的转动部分叫做电枢。 电枢被原动机拖动后，线圈的ab边和ab扩边分别切割磁力线而感应出电动势e(e=BLV)。当线圈处在如图21所示的位置时，概据右手定则，可以判定出线圈中感应电动势e的方向是由指向。的。但是，当电枢转到使线圈的ab边处在S极之上，而另一边ab处在N极之下时，线圈中的感应电动势e的方向就变成由a指向a。 如此，电枢不停地旋转，线圈

19、中便产生了方向交变的电动势。交变电动势的大小是按怎样的规律变化呢?实验指出，由于电枢表面上各点的磁场强弱是按正弦规律变化的，即 B=Bmsina 所以进一步可知对于具有N匝线圈的发电机，则电动势应为此电动势即为正弦交流电动势，正弦交流电的波形如图2-2所示。第22页二、正弦交流电的三要素 交流电的特征表现在变化的快慢、大小及初始值三个方面，而它们分别由频率f或周期 T、电角速度o)、幅值Em(Um、Im)和初相位100(或相差b)来确定。因此，频率、幅值和初相位是确定交流电的三要素。现分述如下： 1周期、频率 交流电完成往复变化一周所需的时间叫周期，用T表示，其单位是时间的单位秒(s)，如图2

20、-3所示。交流电在单位时间内变化的次数叫频率，用表示，其单位是赫兹(Hz)。我国规定电力系统供电的标准频率是501-Iz，世界上除少数国家规定60Hz为标准频率外，大多数国家都以50Hz为标准频率。但在通信系统里，使用频率范围就十分广泛了，许多电信号的频率都远高于50Hz，因此常用的单位还有千赫(L1h)和兆赫(MHz)，它们的换算关系是 1MHz=10Hz lkHz=10Hz 表示正弦交流电的快慢除用周期和频率外，还可以用电角速度(角频率)o来表示，交流电在单位时间内变化的电角度定义为电角速度，即 w=a/t(2-3) 由于交流电经历一个周期的时间，角度变化了2v弧度，所以电角速度 例2-1

21、 已知交流电的电角速度是w=314rads，求周期r和频率f。 2幅值(最大值) 交流电在任意瞬间的值称为瞬时值，用小写字母i、u、e分别来表示瞬时电流、电压和电动势。在交流电变化的过程中，出现的最大瞬时值称为幅值(最大值)，用带有下标“m”的大写字母来表示，如电压幅值Um、电流幅值Im，电动势幅值丑Em。 根据图2-2所示，则有 e =Emsinwt第三章 磁路和常用电器 在电气工程中广泛使用的变压器、低压电器、电动机等器件与设备中，磁路是它们的主要组成部分之一。本章将在介绍磁路的基本物理量、基本定律以及磁性材料的磁性能的基础上，主要介绍变压器及常用低压电器的结构、原理与使用等。 通过本章的

22、学习，要达到以下要求： (1)掌握磁路的基本知识、交流铁心线圈的特性、变压器及常用低压电器的结构和工作原理。 (2)具有简单磁路、电磁铁、变压器分析和计算的能力。 (3)能熟练使用变压器和各种低压电器。 第一节 磁路及霍尔效应 一、磁场的基本物理量 磁场的基本性质与特征可用磁感应强度B、磁通O、磁导率u、磁场强度等物理量来描述。 1磁感应强度B 磁感应强度B是表示磁场中某点磁场强弱和方向的物理量，是个矢量。其值可用下式衡量 式中：l位于磁场内某点与磁场方向垂直的导体的长度； I通人该导体的电流； F导体所受的电磁力。 如图3-1所示。 磁感应强度B的方向与产生磁场的励磁电流方向满足右手螺旋定则

23、。在国际单位制中，磁感应强度B的单位为特斯拉，简称特，以符号y表示。 2磁通O 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积s的乘积，称为穿过该面积的磁感应强度的通量，简称磁通。在匀强磁场中，可用数学式表示为 在国际单位制中，磁通O的单位为韦伯，以符号Wb表示。式(3-2)可改写成第52页B=o/s (3-3) 式(33)表明，磁感应强度就是与磁场垂直的单位面积上的磁通，因此，磁感应强度B又称为磁通密度，简称磁密。 3磁导率u 通过实验表明，通电导体产生的磁场，其磁感应强度除了与通电导体的形状、电流的大小以及相对位置有关外，还与磁场中的物质有关。例如，在同一通电螺旋管里放入不同的物质(如铜、铁等)，在同一点所得到的磁感应强度不相同。 磁导率u是用来衡量物质导磁能力的物理量，其国际单位为亨利米，以符号Hm表示。物质按导磁性能的不同分为铁磁物质(铁、钴、镍及其合金)和非铁磁物质两类。非铁磁物质的磁导率卢与真空的磁导率uo。相差很小，通常认为两者相同。实验测得真空的磁导率uo=4gx107Hm，且为一常数。 铁磁物质的磁导率u要比真空的uo大许多倍(几百几万倍不等)。为了比较各种物质的导磁能力，通常把某种物质的磁导率u和真空的磁导率uo的比值叫做该物质的相对磁导率，用ur，表示，即对于非铁磁物质来说，ur