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Kern

Die meisten Magnetkernmaterialien sind schlechte Flussleiter und weisen eine geringe Permeabilität auf, während nicht leitende Materialien wie Luft, Kupfer und Papier eine Permeabilität in der gleichen Größenordnung aufweisen. Einige Materialien wie Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen weisen eine hohe Permeabilität auf.

Um die magnetischen Eigenschaften der Luftspule zu verbessern, wird ein Magnetkern eingeführt, wie in Abbildung 1.2 dargestellt. Der Vorteil der Einführung eines Magnetkerns besteht darin, dass neben seiner hohen Permeabilität auch dessen magnetische Pfadlänge (MPL-magnetische Pfadlänge) auf einen Blick klar ist. Außer dort, wo Z nahe an der Spule liegt, ist der magnetische Fluss hauptsächlich auf den Kern beschränkt.

Bevor der Magnetkern gefüllt ist und ein Teil der Spule in den Hohlzustand zurückkehrt, gibt es einen Grenzwert dafür, wie viel magnetischer Fluss in den magnetischen Daten auftreten kann.

Magnetomotorische Kraft, magnetische Feldstärke und Magnetowiderstand

MMF und magnetische Feldstärke H sind zwei wichtige Konzepte im Magnetismus. Sie haben einen kausalen Zusammenhang: MMF=NI, N ist die Anzahl der Windungen der Spule und I ist der Strom.

Magnetische Feldstärke H, die als magnetische Kraft pro Längeneinheit definiert ist: H= MMF /MPL

Magnetische Flussdichte B, definiert als die Anzahl der magnetischen Feldlinien pro Flächeneinheit: B = φ/Ae

Der von MMF in bestimmten Daten erzeugte Fluss hängt vom Widerstand der Daten gegenüber dem Fluss ab. Dieser Widerstand wird Magnetowiderstand Rm genannt

Die Beziehung zwischen MMF, magnetischem Fluss und magnetischem Widerstand ähnelt der Beziehung zwischen elektromotorischer Kraft, Strom und Widerstand.

Luftspalt

Wenn die magnetische Pfadlänge MPL und die Kernquerschnittsfläche Ae angegeben sind, weist der Magnetkern, der aus Daten mit hoher Permeabilität besteht, einen niedrigen magnetischen Widerstand auf. Wenn der Magnetkreis einen Luftspalt enthält, unterscheidet sich sein magnetischer Widerstand von dem eines Magnetkerns aus Daten mit niedrigem Widerstand (z. B. Eisen). Fast die gesamte Reluktanz dieses Pfades liegt im Luftspalt, da die Reluktanz des Luftspalts viel größer ist als die der magnetischen Daten. In praktischen Anwendungen wird der magnetische Widerstand durch Steuerung der Größe des Luftspalts gesteuert.

Äquivalente Durchlässigkeit

Der Luftspaltwiderstand ist Rg, die Luftspaltlänge ist LG und der gesamte Kernwiderstand ist Rmt.

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