Qu'est-ce qu'un noyau magnétique?

Les noyaux magnétiques sont des pièces de métal ferreux hautement perméables qui sont généralement enveloppées dans une bobine de fil et utilisées dans la production de dispositifs mécaniques ou magnétiques. En raison de la haute perméabilité du noyau métallique, il est capable de concentrer les lignes de champ magnétique en lui-même, créant un champ magnétique beaucoup plus puissant. Ces composants sont utilisés dans diverses applications industrielles, notamment les transformateurs électriques, les électroaimants, les moteurs et les dispositifs à induction.

Lorsqu'il est correctement assemblé, un noyau magnétique peut créer de très forts courants magnétiques concentrés. Cinq facteurs fondamentaux déterminent l’efficacité d’un noyau magnétique. Lorsque les cinq conditions sont remplies, des noyaux magnétiques extrêmement puissants peuvent améliorer les champs magnétiques créés par l'électricité et les aimants permanents.

Les cinq facteurs principaux dans la conception du noyau magnétique sont la forme géométrique, l'entrefer, les propriétés du métal du noyau, la température de fonctionnement et le laminage. La forme et l'entrefer du noyau magnétique déterminent la trajectoire du champ magnétique. Les propriétés du métal et la température de fonctionnement ont une incidence sur la concentration du champ magnétique et sur la réaction du noyau aux forces magnétiques. La stratification du noyau influe en outre sur les trajets magnétiques et la concentration en éliminant les courants de Foucault, qui pourraient perturber les champs magnétiques typiques ou provoquer une accumulation excessive de chaleur.

Un noyau magnétique pourrait, par définition, être n’importe quel morceau de métal ferreux enveloppé dans du fil métallique, mais il existe quelques formes de base qui sont principalement utilisées dans les applications industrielles. Ces formes incluent le noyau cylindrique droit, le noyau en I, le noyau en C ou en U, le noyau en E, le noyau du pot, le noyau toroïdal, le noyau en anneau et le noyau plan. Chacune de ces formes fournit des propriétés spécifiques de concentration de champ magnétique. Ces formes de noyau magnétique peuvent être utilisées à bon escient, en augmentant parfois le champ magnétique d'une bobine de plus de 1 000 fois le champ magnétique initial des bobines.

Dans certains cas, le noyau magnétique subit une perte d'énergie pendant le fonctionnement, en raison des propriétés du métal avec lequel il est fabriqué. Dans les cas où un courant magnétique doit être commutable, la formation d'un champ magnétique permanent par le noyau pourrait s'avérer préjudiciable. Par exemple, un noyau de transformateur électrique qui devient magnétisé en permanence peut être rendu inutilisable pour cette tâche. Ce magnétisme indésirable s'appelle hystérésis et peut être contourné par l'utilisation de métaux à noyau magnétique avec un point d'hystérésis inférieur. Ces métaux sont connus sous le nom de métaux doux et comprennent le fer doux et l'acier au silicium laminé.