тороид из феррита PC40
Исследуемый сердечник - тороид R8x5x3 (внешний диаметр, внутренний диаметр, высота) из феррита (начальная относительная магнитная проницаемость 2300, максимальная - 3000, индукция насыщения 0,51 Тл при напряженности поля 1194 А/м, остаточная индукция 0,095 Тл, коэрцитивная сила 14,3 А/м).
Я собрал такую конструкцию - намотал на исследуемом сердечнике две обмотки по двадцать витков, подключенные к генератору переменного тока (линейному выходу звуковой карты компьютера) и к анализатору сигнала (линейному входу), а также обмотку возбуждения с ~ 10 витками, по которой можно пропускать постоянный ток.
![ферритовый сердечник](/sites/default/files/ferrite_1.jpg)
При насыщении сердечника сигнал на вторичной обмотке резко уменьшается, так как магнитный поток первичной обмотки уже не замыкается по сердечнику.
Для генерации синусоидального сигнала частотой 1 кГц я использовал программу Digital Signal Generator -
,
а для отображения сигнала с линейного входа аудиокарты компьютера - программу Oscilloscope 2.51 -
.
Результаты приведены в таблице ниже:
Ток обмотки, мА |
Амплитуда сигнала в приемной обмотке, дел. |
0 |
3,5 |
32 |
3,3 |
64 |
2,3 |
90 |
1,6 |
114 |
1,2 |
175 |
0,7 |
1100 |
~0 |
без тока в обмотке
![насыщение ферромагнетика](/sites/default/files/Sat_A1.png)
небольшое подмагничивание
![насыщение ферромагнетика](/sites/default/files/Sat_A2.png)
сильное насыщение
![насыщение ферромагнетика](/sites/default/files/Sat_A3.png)
Средний диаметр сердечника составил 6,5 мм, т.е. длина средней линии равна 20,4 мм = 0,0204 м. Таким образом, ток в обмотке, равный 100 мА, соответствует напряженности магнитного поля в сердечнике ~ 50 А/м. При такой напряженности поля в сердечнике уже весьма заметен эффект насыщения.
Кривая намагничивания похожего на PC40 материала PC47 приведена ниже -
![кривая намагничивания PC47](/sites/default/files/PC47_BH.png)
В книге W.G. Hurley, W.H. Wölfle. Transformers and Inductors for Power Electronics: Theory, Design and Applications (2013)
![W.G. Hurley, W.H. Wölfle](/sites/default/files/Hurley_Woelfle.jpg)
приведена экспериментально полученная петля гистерезиса для материала PC40 при температуре 25 °C -
![петля гистерезиса для PC40](/sites/default/files/PC40_loop.jpg)
тороид из электронного балласта КЛЛ
Исследуемый сердечник - ферритовое колечко (тороидальный трансформатор) из электронного балласта компактной люминесцентной лампы -
![КЛЛ](/sites/default/files/cfl.jpg)
![](/sites/default/files/fixme.gif)
магнитопровод из МИТ-4В
Исследуемый сердечник - магнитопровод импульсного трансформатора МИТ-4В -
М - малогабаритный, И - импульсный, Т - трансформатор, В - высота с выводами 55 мм. МИТ-4В выпускается в корпусе коричневого или черного цвета -
![МИТ-4В](/sites/default/files/MIT-4V.jpg)
трансформатор МИТ-4 в разрезе -
![трансформатор МИТ-4 в разрезе](/sites/default/files/MIT_inside.jpg)
Этот трансформатор имеет три обмотки (одну первичную и две вторичные) с единичным коэффициентом трансформации. Омическое сопротивление каждой обмотки составляет около 5 Ом, индуктивность около 16 мГн.
Обмотки содержат по 100 витков, намотанных проводом ПЭЛШО 0,1 на колечке К17,5х8х5 из феррита марки М2000НМ1-Б.
Обозначение ферритового колечка расшифровывается так: К - кольцо; 17,5 - внешний диаметр кольца, мм; 8 - внутренний диаметр кольца, мм; 5 - высота кольца, мм.
Марка феррита М2000НМ-1Б расшировывается так: 2000 - начальная магнитная проницаемость феррита; Н - низкочастотный феррит; М - марганец-цинковый феррит (до 100 кГц).
Первый вывод отмечен цифрой "1" на корпусе трансформатора, а нарисованная стрелка указывает направление отсчета оставшихся выводов. -
![МИТ-4В](/sites/default/files/MIT-4V_pins.jpg)
Я подключил выход звуковой карты к обмотке, вход - к обмотке .
Постоянный ток я пропускал по обмотке .
Результаты приведены в таблице.
Ток обмотки, мА |
Амплитуда сигнала в приемной обмотке, дел. |
0 |
3 |
8,5 |
2,2 |
11 |
2 |
16 |
1,6 |
30 |
1 |
53 |
0,7 |
85 |
0,3 |
230 |
0,15 |
Как видно из таблицы, насыщение достигается при существенно меньшем токе, чем для колечка из феррита PC40.
![](/sites/default/files/fixme.gif)
тороид из блока питания компьютера
Также интересно исследовать магнитные свойства ферритового сердечника катушки из блока питания компьютера -
![катушка с ферритовым сердечником](/sites/default/files/ferrite_4_1.jpg)
После снятия защитной пленки и сматывания обмотки, намотанной толстым медным проводом диаметром 1,0 мм, сердечник имеет вид -
![ферритовый сердечник FS-1302](/sites/default/files/ferrite_4_2.jpg)
Размеры колечка - диаметр 14 мм, высота 7 мм, диаметр отверстия 6,5 мм.
На колечко нанесена маркировка FS-1302.
![](/sites/default/files/fixme.gif)