Bei einer Luftspule mit bekannter Induktivität und einer gegebenen Frequenz der angelegten Spannung können Sie die Spulenreaktanz, den Strom und die Spannung/Strom-Phasenbeziehung vorhersagen.
Welche Auswirkung, wenn überhaupt, wird ein an einem Ende der Spule platzierter Permanentmagnet auf die vorhergesagten Eigenschaften der Spule haben?
Wenn die Reaktanz für die gegebene Frequenz durch den Magneten geändert wird, kann außerdem die angelegte Frequenz so geändert werden, dass eine neue Reaktanz (in Gegenwart des Magneten) an die ursprüngliche Reaktanz ohne den Magneten angepasst werden kann.
Der erste Absatz ist der Kern dessen, was ich erreichen möchte, weil ich wissen möchte, ob der Magnet irgendeine Art von Transformatoreffekt (parasitär oder auf andere Weise) auf die oszillierende Spule hat. Wird das Vorhandensein eines Magneten einfach die Induktivität der Spule ändern oder wird es andere Verhaltensweisen verursachen (ähnlich denen, die beobachtet werden, wenn zwei Spulen die gegenseitige Induktivität teilen)? Oder fehlt mir noch etwas ganz anderes?
Die Anordnung von Spule und Magnet ist End-to-End, da die Feldpolaritäten entlang ihrer Achsen wie folgt ausgerichtet wären:
coil <--> magnet
_//////_ [N | S]
Die Anordnung würde es auch ermöglichen, dass der Magnet in die Spule gleitet, wodurch eine Art Magnetkernspule erzeugt wird.
Die Reaktanz der Spule ändert sich und es sind zwei gegensätzliche Mechanismen im Spiel: -
Inwieweit dies die Induktivität der Spule erhöht oder verringert, ist eine Vermutung und variiert bei verschiedenen Frequenzen. Ich habe Situationen gesehen, in denen sich die Reaktanz / Induktivität überhaupt nicht ändert.
Ein weiterer Effekt besteht darin, dass die Wirbelströme im Magnetmaterial dazu führen, dass der Magnet Strom aus dem Wechselstromkreis aufnimmt, dh die Verluste steigen.
Bei hohen Frequenzen wirkt der Magnet wie eine Platte eines Kondensators und es entsteht ein Resonanzeffekt. Auch dies ist ohne Details des Experiments schwer zu quantifizieren.
Wenn angenommen wird, dass der Magnet nicht leitfähig ist und die gleiche Permeabilität und Permittivität wie Luft hat, ist der einzige Effekt eine leichte Widerstandserhöhung aufgrund der durch den Hall-Effekt verursachten Stromüberlastung.
Das feste Magnetfeld hat keine große Wirkung, es sei denn, Sie nähern sich dem Sättigungsfluss von magnetischen Materialien in der Spule, z. B. einem Kern. Ich denke, Ferritmagnete haben eine ausreichend hohe Permeabilität, um als Kern zu fungieren, aber Nd und einige andere Magnete sind so gut wie nichts. Um einen Effekt zu erzielen, müssten Sie den Magneten einem Induktor mit einem Kern hinzufügen. Diese werden selten verwendet, werden aber als Permanentmagnetinduktoren (PMIs) bezeichnet, und der Magnet wird hinzugefügt, um das Magnetfeld eines großen DC-Vormagnetisierungsstroms im Induktor auszugleichen und eine Sättigung des Kerns zu verhindern. Dadurch können Sie den Kern ohne Kernverluste verkleinern, und ich denke, es gibt auch andere Vorteile in Bezug auf Effizienz oder Geräuschentwicklung oder so etwas.
Ich denke, sie wären in DC-DC-Wandlerinduktivitäten nützlich, bei denen ein sehr hoher Vorspannungsstrom vorhanden ist, aber ich denke, sie werden sie möglicherweise nicht verwenden, da ein geschlossener Magnetpfad für die Energiespeicherung und EMI wichtig ist, sodass der Magnet nirgendwo platziert werden kann. Wenn jemand mehr weiß, ist es etwas, worüber ich mich gewundert habe.
Wenn Sie Stahldraht verwenden (in Ihrer Frage nicht verboten), spannt das Magnetfeld die magnetischen Domänen des Eisens sehr stark zu einer Seite vor, und geringfügige Signalströme können kein Umklappen der Domänen verursachen.
Da jedes Domain-Flipping Rauschen in die Schaltung injiziert, möchten wir nicht, dass dieses Flipping in unseren rauscharmen Schaltungen auftritt.
Bei verschiedenen Steckverbindern, bei denen STAHL-Stücke für Festigkeit verwendet werden, wie z. B. Cinch-Audiostecker und -buchsen, hat ein Permanentmagnet darin seine Verwendung.
winzig