Исследование магнитных свойств различных сердечников

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.

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:

без тока в обмотке

небольшое подмагничивание

сильное насыщение

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 -

В книге W.G. Hurley, W.H. Wölfle. Transformers and Inductors for Power Electronics: Theory, Design and Applications (2013)

приведена экспериментально полученная петля гистерезиса для материала PC40 при температуре 25 °C  -

тороид из электронного балласта КЛЛ

Исследуемый сердечник - ферритовое колечко (тороидальный трансформатор) из электронного балласта компактной люминесцентной лампы -

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 -

трансформатор МИТ-4 в разрезе -

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. -

Я подключил выход звуковой карты к обмотке, вход - к обмотке .
Постоянный ток я пропускал по обмотке .
Результаты приведены в таблице.

Как видно из таблицы, насыщение достигается при существенно меньшем токе, чем для колечка из феррита PC40.

тороид из блока питания компьютера

Также интересно исследовать магнитные свойства ферритового сердечника катушки из блока питания компьютера -

После снятия защитной пленки и сматывания обмотки, намотанной толстым медным проводом диаметром 1,0 мм, сердечник имеет вид -

Размеры колечка - диаметр 14 мм, высота 7 мм, диаметр отверстия 6,5 мм.
На колечко нанесена маркировка FS-1302.