Apa itu saturasi dalam sebuah induktor

Saya telah mendengar banyak waktu bahwa "inti tidak cukup besar untuk menangani arus, dan akan mencapai saturasi". Apa itu saturasi dan mengapa itu hal yang buruk untuk mencapai saturasi?

inductor inductance saturation

— skyler
sumber

Itu tidak selalu merupakan hal yang buruk. Sebagai contoh, magnetometer fluxgate tidak akan bekerja tanpa saturasi.

— Phil Frost

Juga, mag-amp post-regulator dalam mengalihkan catu daya bergantung pada pengontrolan titik jenuh dari sebuah induktor untuk mengatur ulang siklus kerja kereta pulsa, untuk mencapai regulasi silang yang baik pada belitan yang tidak diatur.

— Adam Lawrence

Saat ini giliran x yang terlalu banyak untuk inti. 1A dengan sepuluh putaran jenuh sebanyak 10A dengan satu putaran. Anda juga perlu memperhitungkan panjang medan magnet melalui inti. Semakin panjang semakin sedikit intensitas medan magnet, H adalah. H = amp * belok / panjang

— Andy alias

Mengapa pertanyaan ini tidak memiliki jawaban yang diterima?

— Daniel Tork

Jawaban:

Jawaban Rawbrawb tidak menjelaskan mekanisme aktual dimana saturasi terjadi, yang mana cukup mudah untuk dipahami:

Ini membantu untuk terlebih dahulu memahami bagaimana bahan menghasilkan medan magnet. Cara sederhana untuk memikirkan hal ini adalah karena masing-masing atom merupakan loop kecil arus yang menghasilkan medan magnet.

Bahan magnetik memiliki sejumlah besar loop ini. Loop ini cenderung menyelaraskan diri menjadi "domain magnetik", yang merupakan area mikroskopis di mana semua loop berada dalam posisi sejajar. Dalam materi yang tidak termagnetisasi, arah domain didistribusikan secara acak, sehingga tidak ada medan magnet bersih.

masukkan deskripsi gambar di sini

Menerapkan medan magnet pada material feromagnetik akan mulai menyelaraskan domain magnetik, menghasilkan medan magnet "terinduksi" dari material tersebut. Menambah medan magnet yang diterapkan akan meningkatkan jumlah medan magnet yang selaras, sehingga meningkatkan medan magnet terinduksi. Ini biasanya sangat tidak linier. Pada titik tertentu, medan magnet yang diterapkan menyelaraskan SEMUA domain, dan tidak mungkin lagi meningkatkan medan magnet dari materi. Keadaan ini dikenal sebagai "saturasi".

masukkan deskripsi gambar di sini

— Skaevola
sumber

Anda cukup yakin mengatakan bahwa domain magnetik adalah _micro_scopic. Atau, Anda memiliki mata yang sangat baik :)

— Phil Frost

Haha, tangkapan bagus

— Skaevola

Gambarnya adalah NdFeB, magnet permanen. Dalam NdFeB, domain magnetik masing-masing seukuran kristal: setiap kristal adalah domain magnetik. Foto itu adalah foto kristal logam di NdFeB, karena tidak ada cara langsung untuk memotret domain magnetik. Dalam magnet lunak, kristalnya jauh lebih besar (terlihat oleh mata), dan, tidak termagnetisasi, medan magnetnya jauh lebih kecil daripada kristalnya. Ketika magnet lunak dinaikkan, domain magnetik yang disejajarkan tumbuh dengan ukuran kristal, dan domain yang tidak selaras menyusut

— david

Untuk memahami ini, Anda harus terlebih dahulu memahami peran permeabilitas dalam medan magnet. Ketika Anda memiliki bahan di medan magnet yang memiliki permeabilitas lebih tinggi, ia mengintensifkan medan. Jadi perangkat yang memiliki bahan permeabilitas tinggi akan memiliki induktansi yang lebih tinggi daripada perangkat yang sama tetapi tanpa materi. Ini adalah properti yang bagus karena memungkinkan Anda untuk memiliki komponen bernilai lebih tinggi dalam volume lebih sedikit.

_{(sumber: material-sys.com )}

Seringkali ada batas intensitas medan magnet yang dapat didukung bahan tersebut. Mekanisme bagaimana mereka kehilangan (atau mengurangi) permeabilitas mereka berbeda sesuai dengan materi. Tetapi ada beberapa batas di atas yang permeabilitas turun. Pada titik ini (Hm, Bm) bahwa bahan tersebut dikatakan jenuh, yang merupakan analogi yang baik tentang bagaimana air jenuh kain. Kecuali dalam hal ini, kain perca sering kemudian kehilangan kemampuan untuk menahan sebagian air yang telah diserapnya, jadi bukan analogi yang tepat.

Ada dua bahaya utama dari ini:

Nilai induktansi atau menghubungkan induktansi tidak mengikuti hubungan yang baik sehingga parameter di mana rangkaian dirancang dapat berubah (jika saturasi ini tidak disengaja). Tetapi beberapa desain sirkuit mengandalkan efeknya untuk menyelesaikan peran mereka.
Dalam beberapa bahan, permeabilitas banyak turun. Apa itu artinya bahwa garis medan magnet yang ada sekarang harus menemukan tempat untuk menjadi dan sebagai hasilnya mereka "keluar" dari bahan inti dengan cepat mendukung volume di sekitar perangkat. Garis-garis medan yang berkembang pesat ini dapat mengganggu perangkat magnetik lain dan juga merupakan sumber Electro Magnetic Interference (EMI).

Induktor udara memiliki nilai induktansi yang jauh lebih rendah tetapi juga tidak menunjukkan efek saturasi ini.

— placeholder
sumber