磁導(dǎo)率
磁導(dǎo)率是表征磁介質(zhì)磁性的物理量,表示在空間或在磁芯空間中的線圈流過電流后,產(chǎn)生磁通的阻力、或者是其在磁場中導(dǎo)通磁力線的能力,其公式如下:

其中H是磁場強(qiáng)度、B是磁感應(yīng)強(qiáng)度,磁導(dǎo)率常用μ來表示,μ為介質(zhì)的磁導(dǎo)率,或稱為絕對(duì)磁導(dǎo)率。通常使用的是磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率μr,其定義為磁導(dǎo)率μ與真空磁導(dǎo)率μ0之比:

初始磁導(dǎo)率
是指基本磁化曲線妥 H→0 時(shí)的磁導(dǎo)率:

磁導(dǎo)率的測量
磁導(dǎo)率的測量是間接測量,測出磁芯片繞組線圈的電感量,再用公式計(jì)算出磁芯材料的磁導(dǎo)率,磁導(dǎo)率的測試儀器就是電感測試儀。

L是電感量、D是磁芯的磁路長度、A是磁芯的橫截面積,μ0是真空磁導(dǎo)率,N為線圈的匝數(shù)

不同材質(zhì)的鐵氧體磁導(dǎo)率也不同,圖中展示了初始磁導(dǎo)率與頻率的關(guān)系。在頻率大于1000KHz后初始磁導(dǎo)率轉(zhuǎn)折降低,設(shè)計(jì)超高頻變壓器、電感時(shí)需要特別注意選擇磁芯材質(zhì)的頻率特性。
居里溫度(TC)
居里溫度是磁性材料從鐵磁性到順磁性的轉(zhuǎn)變溫度,在這個(gè)溫度磁性材料的磁性將變得很小或消失,它的表示方式有很多,一般按下圖進(jìn)行測量,即隨著溫度升高,磁導(dǎo)率下降到**值的 80%及 20%時(shí),兩點(diǎn)的聯(lián)線,延長到與溫度軸的交點(diǎn)即為居里溫度,它確定了磁性器件工作的上限溫度

飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 BS、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 BR、矯正力 HC
由于軟磁材料在交變磁場中存在不可逆磁化而形成磁滯回線,如圖 6 所示,BS為磁化到飽和狀態(tài)下的磁通密度。BR為從磁飽和狀態(tài)去除磁場后,剩余的磁通密度。HC為從磁飽和狀態(tài)去除磁場后,磁芯繼續(xù)被反向的磁場磁化,直至磁通密度減小到零,此時(shí)的磁場強(qiáng)度稱為矯頑力。

飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度跟溫度關(guān)系:飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度都隨溫度的升高而降低,設(shè)計(jì)變壓器、電感、共模電感時(shí)應(yīng)取高溫下的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的80%-90%作為設(shè)計(jì)參數(shù)。

磁損耗(Magnetic Loss)
是指磁性材料在磁化或反磁化過程中,外界對(duì)其所做的功轉(zhuǎn)換成熱的現(xiàn)象,包含磁滯損耗、渦流損耗、剩余損耗三類。在強(qiáng)磁場磁化過程中,以磁滯損耗與渦流損耗為主;在弱磁場磁化時(shí),有些材料的剩余損耗占很大比重。
渦流損耗交變磁通在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和電流,稱為渦流。渦流損耗是指導(dǎo)體在非勻稱磁場中移動(dòng)或處在隨時(shí)間改變的磁場中時(shí),導(dǎo)體內(nèi)的感生電流導(dǎo)致的能量損耗。渦流損耗的大小與磁場的改變方式、導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)、導(dǎo)體的幾何外形、導(dǎo)體的磁導(dǎo)率與電導(dǎo)率等相關(guān)。

磁滯損耗
鐵磁材料在交變磁場的作用下而反復(fù)磁化過程中,磁疇之間不停地相互摩擦,消耗能量引起的損耗,這種損耗稱為磁滯損耗。磁滯損耗的大小與磁滯回線的面積成正比;軟磁材料的磁導(dǎo)率高、磁滯特性不明顯,剩磁小,磁滯回線較窄,磁滯損耗小。硬磁材料的剩磁較大,磁滯特性明顯,磁滯回線較寬,磁滯損耗大。

磁芯損耗與溫度的關(guān)系如圖 10 所示,溫度越低磁芯損耗越小,將溫度控制在磁芯材質(zhì)的損耗最小溫度處,可以使電源效率提高。
由圖可知,頻率由 100KHz 提高到 200KHz,損耗卻提高了將近 10 倍,所以提高頻率對(duì)磁芯材質(zhì)的要求很高。需要注意的是,不是所有材質(zhì)的磁芯都是在 100℃時(shí)損耗最小,如下圖所示:

通過磁芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小也跟損耗有關(guān),通過的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,磁芯損耗也就越大,反之通過的磁感應(yīng)強(qiáng)度越下,磁芯損耗就越小。