Độ bão hòa trong cuộn cảm là gì

Tôi đã nghe rất nhiều lần rằng "lõi không đủ lớn để xử lý dòng điện và sẽ đạt đến độ bão hòa". Độ bão hòa là gì và tại sao nó là một điều xấu để đạt đến bão hòa?

Câu trả lời của Rawbrawb không giải thích cơ chế thực tế theo đó bão hòa xảy ra, một điều khá dễ hiểu:

Nó giúp để hiểu đầu tiên làm thế nào vật liệu tạo ra từ trường. Một cách đơn giản để nghĩ về điều này là mỗi nguyên tử là một dòng điện nhỏ tạo ra từ trường.

Một vật liệu từ tính có số lượng lớn các vòng lặp. Các vòng lặp này có xu hướng tự sắp xếp thành "miền từ tính", là các vùng cực nhỏ trong đó tất cả các vòng đều thẳng hàng. Trong một vật liệu không được phủ sóng, các hướng của các miền được phân phối ngẫu nhiên và do đó không có từ trường ròng.

Áp dụng từ trường vào vật liệu sắt từ sẽ bắt đầu căn chỉnh các miền từ tính, dẫn đến từ trường "cảm ứng" từ vật liệu. Tăng từ trường ứng dụng sẽ tăng số lượng mà các từ trường được căn chỉnh, và do đó làm tăng từ trường cảm ứng. Điều này thường rất phi tuyến tính. Tại một số điểm, từ trường được áp dụng sẽ sắp xếp TẤT CẢ các miền và không còn có thể tăng từ trường từ vật liệu. Trạng thái này được gọi là "bão hòa".

Để hiểu điều này trước tiên bạn phải hiểu vai trò của tính thấm trong từ trường. Khi bạn có một vật liệu trong từ trường có độ thấm cao hơn, nó sẽ tăng cường trường. Vì vậy, một thiết bị có vật liệu thấm cao sẽ có độ tự cảm cao hơn so với cùng một thiết bị nhưng không có vật liệu này. Đây là một tài sản tốt vì nó cho phép bạn có các thành phần có giá trị cao hơn với khối lượng ít hơn.

_{(nguồn: liệu-sys.com )}

Thường có giới hạn về cường độ từ trường mà các vật liệu như vậy có thể hỗ trợ. Các cơ chế làm thế nào chúng mất (hoặc giảm) tính thấm của chúng khác nhau tùy theo vật liệu. Nhưng có một số giới hạn ở trên mà độ thấm giảm. Tại thời điểm này (H'm, Bm), vật liệu được cho là bão hòa, đó là một sự tương tự tốt với cách nước bão hòa một miếng giẻ. Ngoại trừ trong trường hợp này, giẻ lau thường mất khả năng giữ một phần nước mà nó đã hấp thụ, do đó không phải là một sự tương tự chính xác.

Có hai mối nguy hiểm chính của việc này:

1. Giá trị của độ tự cảm hoặc độ tự cảm liên kết không tuân theo một mối quan hệ tốt đẹp, do đó các tham số mà mạch được thiết kế có thể thay đổi (nếu độ bão hòa này là không chủ ý). Nhưng một số thiết kế mạch dựa vào hiệu ứng của anh ta để hoàn thành vai trò của họ.
2. Trong một số vật liệu, tính thấm giảm rất nhiều. Điều đó có nghĩa là các đường sức từ hiện tại phải tìm một nơi nào đó và kết quả là chúng "bật" ra khỏi vật liệu cốt lõi nhanh chóng hỗ trợ âm lượng xung quanh thiết bị. Những đường trường mở rộng nhanh chóng này có thể gây nhiễu cho các thiết bị từ tính khác và cũng là một nguồn gây nhiễu điện từ (EMI).

Cuộn cảm không khí có giá trị tự cảm thấp hơn nhiều nhưng cũng không thể hiện hiệu ứng bão hòa này.