Vad är en magnetisk kärna?

Magnetiska kärnor är mycket permeabla järnmetallstycken som vanligtvis är lindade med en trådspole och används vid tillverkning av mekaniska eller magnetiska anordningar. På grund av metallkärnans höga permeabilitet kan den koncentrera magnetfältlinjer i sig självt och skapa ett mycket starkare magnetfält. Dessa komponentdelar används i en mängd olika industriella tillämpningar, inklusive elektriska transformatorer, elektromagneter, motorer och induktionsanordningar.

När den monteras korrekt kan en magnetkärna skapa mycket starka, koncentrerade magnetiska strömmar. Det finns fem grundläggande faktorer som bestämmer effektiviteten hos en magnetisk kärna. När alla fem villkor är uppfyllda kan extremt kraftfulla magnetiska kärnor förbättra magnetfält som skapas av el och permanentmagneter.

De fem primära faktorerna för design av magnetisk kärna är geometrisk form, luftgap, kärnmetallens egenskaper, driftstemperatur och laminering. Formen och luftgapet på den magnetiska kärnan påverkar magnetfältets väg. Metallens egenskaper och driftstemperatur påverkar hur magnetfältet är koncentrerat och hur själva kärnan reagerar på magnetiska krafter. Laminering av kärnan påverkar magnetiska vägar och koncentration ytterligare genom att eliminera virvelströmmar, vilket kan störa typiska magnetfält eller orsaka överskott av värmeuppbyggnad.

Medan en magnetisk kärna, per definition, kan vara varje bit av järnmetall som är lindad i tråd, finns det några grundformer som övervägande används i industriella tillämpningar. Dessa former inkluderar den raka cylindriska kärnan, I-kärnan, C- eller U-kärnan, E-kärnan, grytkärnan, den toroidala kärnan, ringkärnan och den plana kärnan. Var och en av dessa former ger specifika magnetfältkoncentrationsegenskaper. Dessa magnetiska kärnformer kan användas med god fördel och ibland öka magnetfältet i en spole med mer än 1 000 gånger spolens initiala magnetfält.

I vissa fall utsätts magnetkärnan för energiförlust under drift på grund av egenskaperna hos metallen den är tillverkad av. I fall där en magnetisk ström måste vara omkopplingsbar, kan bildningen av ett permanent magnetfält genom kärnan visa sig vara skadligt. Till exempel kan en elektrisk transformatorkärna som blir permanent magnetiserad göras oanvändbar för sin uppgift. Denna ovälkomna magnetism kallas hysteres och kan kringgås genom användning av magnetiska kärnmetaller med en lägre hysterespunkt. Sådana metaller är kända som mjuka metaller och inkluderar mjukt järn och laminerat kiselstål.