Co to jest rdzeń magnetyczny?
Rdzenie magnetyczne są wysoce przepuszczalnymi kawałkami metali żelaznych, które są zwykle owijane cewką drucianą i wykorzystywane do produkcji urządzeń mechanicznych lub magnetycznych. Ze względu na wysoką przepuszczalność metalowego rdzenia jest on w stanie skoncentrować linie pola magnetycznego w sobie, tworząc znacznie silniejsze pole magnetyczne. Te części składowe są wykorzystywane w różnych zastosowaniach przemysłowych, w tym w transformatorach elektrycznych, elektromagnesach, silnikach i urządzeniach indukcyjnych.
Po prawidłowym montażu rdzeń magnetyczny może wytwarzać bardzo silne, skoncentrowane prądy magnetyczne. Istnieje pięć podstawowych czynników, które określają skuteczność rdzenia magnetycznego. Po spełnieniu wszystkich pięciu warunków niezwykle silne rdzenie magnetyczne mogą zwiększać pola magnetyczne wytwarzane przez elektryczność i magnesy trwałe.
Pięć głównych czynników projektowania rdzenia magnetycznego to: kształt geometryczny, szczelina powietrzna, właściwości metali rdzenia, temperatura robocza i laminacja. Kształt i szczelina powietrzna rdzenia magnetycznego wpływają na ścieżkę pola magnetycznego. Właściwości metalu i temperatura pracy mają wpływ na koncentrację pola magnetycznego i reakcję samego rdzenia na siły magnetyczne. Laminowanie rdzenia dodatkowo wpływa na ścieżki magnetyczne i koncentrację poprzez eliminację prądów wirowych, które mogą zakłócać typowe pola magnetyczne lub powodować nadmierne nagrzewanie się.
Chociaż rdzeń magnetyczny może z definicji być dowolnym kawałkiem metalu żelaznego owiniętego drutem, istnieje kilka podstawowych kształtów, które są głównie stosowane w zastosowaniach przemysłowych. Te kształty obejmują prosty cylindryczny rdzeń, rdzeń I, rdzeń C lub U, rdzeń E, rdzeń garnka, rdzeń toroidalny, rdzeń pierścienia i rdzeń płaski. Każdy z tych kształtów zapewnia określone właściwości koncentracji pola magnetycznego. Te kształty rdzenia magnetycznego można wykorzystać z dobrą korzyścią, czasami zwiększając pole magnetyczne cewki o ponad 1000 razy początkowe pole magnetyczne cewki.
W niektórych przypadkach rdzeń magnetyczny ulega utracie energii podczas pracy, ze względu na właściwości metalu, z którego jest wykonany. W przypadkach, w których prąd magnetyczny musi być przełączalny, tworzenie stałego pola magnetycznego przez rdzeń może okazać się szkodliwe. Na przykład rdzeń transformatora elektrycznego, który zostaje trwale namagnesowany, może stać się bezużyteczny do tego zadania. Ten niepożądany magnetyzm nazywa się histerezą i można go obejść przez zastosowanie metalowych rdzeni magnetycznych o niższym punkcie histerezy. Takie metale są znane jako metale miękkie i obejmują miękkie żelazo i laminowaną stal krzemową.