сердечники

Ответ от Alexey Khoroshev[гуру]
Замечательной особенностью ферритов является их высокое электрическое сопротивление, превышающее сопротивление металлических ферромагнетиков в 106—1015 раз. Эта особенность позволила разрешить казалось бы совершенно непреодолимую трудность, возникшую в технике высоких и сверхвысоких частот (ВЧ и СВЧ техника) в вопросе использования магнитных материалов. Дело в том, что в большинстве радиотехнических устройств, в которых применяются магнитные поля, для усиления этих полей в катушки с током помещают сердечники (магнитопроводы) из ферромагнитных материалов. При питании катушек постоянным током сердечники можно изготовлять из сплошного ферромагнетика, например железа, пермаллоя и др. При питании же переменным током, особенно повышенной частоты, такие сердечники уже непригодны, так как при перемагничивании в них возникают сильные вихревые токи, которые не только увеличивают потери энергии и снижают к. п. д. устройств, но и могут настолько нагревать сердечник, что устройство перестает работать или даже выходит из строя. Поэтому сердечники изготавливают из тонких листов и мелких частиц ферромагнетиков, изолированных друг от друга. Это позволило значительно уменьшить вихревые токи, но не сняло всех трудностей, связанных с потерями, скин-эффектом и т. д. , особенно сильно проявляющихся на высоких и сверхвысоких частотах. Успех был достигнут лишь с разработкой ферритов, сочетающих в себе магнитные свойства ферромагнетиков с электрическими свойствами диэлектриков.
Ферриты приготовляют из смеси, в которую входят железо, никель, цинк, марганец и другие элементы. Основная область их применения — высокочастотная и импульсная техника: из ферритов делают сердечники трансформаторов, катушек, фильтров, антенн. В сильных полях и полях низкой частоты ферриты применять невыгодно, так как они имеют низкую намагниченность насыщения и сравнительно большую коэрцитивную силу; проницаемость ферритов не превышает нескольких тысяч, зато их удельное электрическое сопротивление на семь порядков выше, чем у сталей, благодаря чему влиянием,. вихревых токов можно во многих случаях пренебречь.
Условия работы трансформаторов напряжения соответствуют работе силовых трансформаторов в режиме холостого хода. Индукции, допускаемые в сердечниках трансформаторов напряжения, значительно меньше индукций, допускаемых в сердечниках силовых трансформаторов, вследствие чего ток намагничивания трансформаторов напряжения весьма мал и не оказывает существенного влияния на точность измерения. Сердечники трансформаторов напряжения изготовляются из стали высокого качества. Для уменьшения вихревых токов якори генераторов, электрических двигателей, сердечники трансформаторов, электромагнитов делают не сплошными, а наборными из отдельных тонких (0,35—0,5 мм) штампованных листов стали, расположенных по направлению магнитных силовых линий.
Сердечники трансформаторов небольшой мощности имеют сечение прямоугольной формы; при средней и большой мощности для лучшего заполнения окна обмоток ферромагнитным материалом сечения стержней имеют многоступенчатую форму, а в последнее время — практически круглое сечение из пластин переменной ширины.
Потери на вихревые токи зависят от удельного сопротивления материала сердечника и от частоты магнитного поля. Чтобы уменьшить эту составляющую потерь, для сердечников применяют специальные трансформаторные стали с большим удельным сопротивлением. Кроме того, сердечник изготавливают из тонких листов, изолированных друг от друга. Чем выше частота тока, тем больше потери на вихревые токи, поэтому сердечники трансформаторов, работающих на высоких частотах, делают из более тонкого материала.
Источник: