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                磁飽和的概念及對電路的影響

                  磁飽和是一種磁性材料的物理特性,磁飽和產生后,在有些場合是有害的,但有些場合有時有益的。比方磁飽和穩壓器,就是利用鐵心的磁飽和特性達到穩定電壓的目的的。電源變壓器,如果加上的電壓大大超過額定電壓,則電流劇增,變壓器很快就會發熱燒毀。
                  假定有一個電磁鐵,通上一個單位電流的時候,產生的磁場感應強度是1,電流增加到2的時候,磁感應強度會增加到2.3,電流是5的時候,磁感應強度是7,但是電流到6的時候,磁感應強度還是7,如果進一步增加電流,磁感應強度都是7不再增加了,這時就說,電磁鐵產生了磁飽和。
                  磁飽和就現象就如往一杯水中不斷加入糖,糖被水溶解,但是糖過多時,水再也不能將繼續加入的糖溶解,也就是這杯水達到了所能溶解的多的糖后,我們說這杯水中的糖已經飽和。同樣,電流產生磁場,電感中,電流增加,磁場強度也增加,但增加不是無限制的,當電感中的導磁體內磁場達到某一水平時,電流的增加不能再使磁場強度增加,這時,認為此電感達到磁飽和,而使電感達到磁飽和時的電流強度,被認為是該電感的飽和電流。一般來說,電感器工作電流超過飽和電流,或導磁體(如變壓器鐵心)導磁率太低,體積不夠(磁力線密度太大),都容易造成磁飽和。
                  簡單的講,如果一個鐵心線圈加上電流,隨著電流加大,產生的磁場也會加強,當電流達到一定程度之后,產生的磁場不再繼續加強,此時鐵心線圈就進入到飽和區,鐵心處于飽和狀態。E8z)U如果一個變壓器初級通過的電流已經讓鐵心飽和,從能量傳遞的角度看,初級的能量不可能傳遞到次級;同樣道理,如果是一個線圈,在飽和狀態自感作用將會大大減少直到消失,電感作用的減少或消失,剩下的就是線圈的直流電阻,通過的電流當然就會增大導致連接的器件過流損壞。
                  當然,如果巧妙的利用這一特性,當與其他元件或電路組合之后,選取電流磁場曲線的某一區域,就可以成功的用來完成特定的電路任務。簡單舉一個例子,兩個鐵心線圈串聯,一個設計在臨界飽和區域,一個遠離飽和點,在兩端加上交流電,當這個電壓變化時,遠離飽和點的線圈兩端電壓隨著交流電的變化而變化,臨界飽和的那只線圈就不是這樣了,分析一下就可以知道了當電感的磁飽和后,電感量急劇下降,可以控制二次輸出的大小,例如:磁放大器是利用可控飽和電感導通延時的物理特性,控制開關電源的占空比和輸出功率。該開關特性受輸出電路反饋信號的控制,即利用磁芯的開關功能,通過弱信號來實現電壓脈沖脈寬控制以達到輸出電壓的穩定。在可控飽和電感上加上適當的采樣和控制器件,調節其導通延時的時間,就可以構成常見的磁放大器穩壓電路。
                  磁飽和后對電路的影響
                  磁飽和后對電路的影響電感分為線性電感和非線性電感:
                  非線性電感:用導磁材料做芯的電感才會磁飽和。電感值會隨著電流的增大而增大,而磁飽和后電感值大小隨電流的增加變化變得很小,趨于一定值。這樣的電感是非線性電感。
                  線性電感:無導磁材料的電感,比如空心線圈,它的電感是一定值,這樣的電感不存在磁飽和現象,屬于線性電感。

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