下面我們來介紹磁性材料的局里溫度和磁導率的比溫度系數。
下面我們來介紹居里溫度。
如圖所示,隨著溫度的變化,磁性材料的磁導率也發生變化,當相對磁導率突然變化到1時,那么該點所對應的溫度我們稱為磁芯材料的局里溫度點,用符號Tc來表示。需要注意的是當時磁性材料達到居里溫度時,該磁性材料就失去了磁性。因此在實際工作中應根據磁性元件的工作的環境溫度和允許的溫升來正確的選擇磁性材料。
如圖所示是幾種磁性材料的初始磁導率隨溫度變化的特性曲線。從圖中可以看出來,他們有一個共同的特點,總是存在著一個某一溫度,它的磁導率最高,而過了這一點以后,磁性材料的初始磁導率就急劇下降,下降到其相對磁導率的等于1。那么這個溫度點就是局里溫度點。局里溫度點以后,磁性材料不再具有磁性,使用中一定要注意。
下面我們來介紹磁導率的溫度系數和比溫度系數。
當磁性材料用于濾波電感時,其磁導率隨溫度的變化是一個很重要的參數,濾波電感應在所選擇的溫度范圍內滿足要求,因此定義磁導率的溫度系數為。當環境溫度T2>T1時,
。如果鐵芯存在氣隙,磁導率的溫度系數
,其中是磁導率的比溫度系數,
。
磁導率的時間減落因數。
某些鐵磁材料在經過動態磁中信后,起始磁導率隨時間而降低,最后達到了穩定狀態。這種現象稱為磁導率的減落,它是磁后效的一種形式,因此它的產生機理同磁后效一致,材料中的電子離子或空虛,在退磁狀態會進行擴散,導致起始磁導率下降,一段時間以后擴散去平衡,起始磁導率也去一個定值。
因此在給定的時間t1的磁導率我們稱為μ1,t2的磁導率我們稱為μ2,磁導率的降低程度
,實際磁導率的降低程度,以時間t的對數成比例關系,所以IEC國家電工協會規定,磁導率降低系數為
。
為了描述磁導率的時間減落,我們用時間減落因數來表示,這
,其中μ1是退磁后t1時間的磁導率,μ2是退磁后t2時間的磁導率,隨時間會發生變化,因此由于時間減落因數的影響,電感的變化可以用
,μ1等效磁導率。如果減落現象嚴重時,材料在使用過程中容易受到環境電磁干擾的影響。因此對于軟磁材料要求其減落系數越小越好。
下面我們來介紹功率損耗密度。
當磁芯材料工作在高磁通密度并作為功率磁芯材料時,就用磁芯功率損耗密度來衡量其磁性能。磁芯的功率損耗密用pv來表示,也稱為磁芯的比損耗,表示磁芯工作在一定的磁通密度、平面及溫度下,單位體積和單位質量的磁芯損耗。
如圖所示,是某天然氣材料,在不同的工作頻率下,其功率損耗密度峰值的磁密度之間的關系。對于縱坐標Pv它的單位通常有兩種即和
,這兩種單位的數據沒有發生改變,那么也有的場合用單位質量的損耗來描述,用Pc來表示。
如圖所示,是某磁性材料的功率損耗密度與溫度的關系,圖中以工作頻率和峰值磁感應密度作為參量,我們發現在80度到120度范圍內,功率損耗密度pv出現了一個最低的區域。除了上述介紹的參數以外,磁性材料還有電阻率、電感因數等重要參數。在后續的章節將介紹。