Što je magnetska jezgra i koja je njegova funkcija?

Magnetska jezgra je ključna komponenta koja se koristi u električnim i elektroničkim uređajima za poboljšanje i usmjeravanje magnetskih polja. Obično se izrađuje od feromagnetskih materijala, poput željeza, ferita, silikonskog čelika, amorfnih legura ili nanokristalnih metala. Ovi materijali imaju visoku magnetsku propusnost, što znači da omogućuju lako proći magnetske linije sile (magnetski tok).
Magnetske jezgre nalaze se u širokom rasponu uređaja, uključujući transformatore, induktore, prigušnice, elektromagnete, električne motore i generatore. Njihova glavna svrha je koncentrirati magnetska polja, povećati učinkovitost i smanjiti gubitke energije u elektromagnetskim sustavima.

Funkcije magnetske jezgre
1. Koncentrirajući magnetski tok
Najosnovnija funkcija magnetske jezgre je koncentriranje i usmjeravanje magnetskog toka stvorenog zavojnicom žice. Kad električna struja prođe kroz žičanu zavojnicu, stvara magnetsko polje. Magnetska jezgra smještena unutar zavojnice služi kao put niske redovitosti za ovo magnetsko polje, omogućavajući magnetski tok usredotočeniji i snažniji.

2. Povećavanje induktivnosti
Magnetske jezgre povećavaju induktivnost zavojnice povećavajući magnetski tok za određenu struju. To omogućava zavojnici da pohranjuje više energije u svom magnetskom polju, što je posebno važno u komponentama poput induktora i transformatora. Veća induktivnost dovodi do boljeg skladištenja energije i poboljšanih mogućnosti filtriranja ili prijenosa energije.

3. Poboljšanje učinkovitosti
Magnetske jezgre pomažu u minimiziranju gubitaka energije. U transformatorima i induktorima pravilno odabrana magnetska jezgra smanjuje protok istjecanja i usredotočuje magnetsko polje tamo gdje je najviše potrebno. Također pomaže u smanjenju elektromagnetskih smetnji (EMI), čineći uređaj stabilnijim i učinkovitijim.

4. Kontroliranje magnetske zasićenosti
Svaki materijal magnetske jezgre ima točku zasićenja, gdje više ne može nositi više magnetskog toka. Dobar dizajn uključuje odabir osnovnog materijala s pravim karakteristikama zasićenja kako bi se spriječila degradacija performansi. Jezgre omogućuju bolju kontrolu nad načinom na koji se magnetska zasićenost pojavljuje u sustavu.

5. Omogućavanje minijaturizacije
Povećavanjem magnetske učinkovitosti uređaja, magnetske jezgre omogućavaju da komponente budu manje i lakše, a istovremeno postižu iste performanse. To je presudno u modernoj elektronici, gdje je prostor ograničen, a zahtjevi za performansom visoki.

Materijali koji se koriste za magnetske jezgre
Ferit: koristi se za visokofrekventne aplikacije; ima niske gubitke od vrtložne struje.
Silikonski čelik: uobičajeno u transformatorima snage; Nudi visoku magnetsku propusnost i nizak gubitak histereze.
Amorfni metal: izvrstan za transformatore koji štede energiju zbog niskog gubitka jezgre.
Nanokristalni: nudi vrhunske performanse u visokofrekventnim aplikacijama s vrlo niskim gubicima.

Primjene magnetskih jezgara
Transformatori: Za pretvorbu i izolaciju napona.
Induktori: Za skladištenje energije i filtriranje u napajanju.
Motori i generatori: za kanaliziranje magnetskih polja i poboljšati izlaz momenta ili snage.
Elektromagneti: za stvaranje snažnih, kontroliranih magnetskih polja.