ما هو النواة المغناطيسية وما هي وظيفته؟

النواة المغناطيسية هي مكون رئيسي يستخدم في الأجهزة الكهربائية والإلكترونية لتعزيز الحقول المغناطيسية المباشرة. عادة ما يتم تصنيعها من مواد مغنطيسية ، مثل الحديد أو الفريت أو الصلب السيليكون أو السبائك غير المتبلورة أو المعادن النانوية. هذه المواد لها نفاذية مغناطيسية عالية ، مما يعني أنها تسمح للخطوط المغناطيسية للقوة (التدفق المغناطيسي) بالمرور من خلالها بسهولة.
النوى المغناطيسية توجد في مجموعة واسعة من الأجهزة بما في ذلك المحولات والمحاثات والخانق والكهرومغناطيسية والمحركات الكهربائية والمولدات. هدفها الرئيسي هو تركيز الحقول المغناطيسية ، وزيادة الكفاءة ، وتقليل فقدان الطاقة في الأنظمة الكهرومغناطيسية.

وظائف النواة المغناطيسية
1. تركيز التدفق المغناطيسي
تتمثل الوظيفة الأساسية في قلب المغناطيسي في تركيز وتوجيه التدفق المغناطيسي الذي تم إنشاؤه بواسطة ملف من الأسلاك. عندما يمر تيار كهربائي عبر ملف سلك ، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا. إن النواة المغناطيسية الموضوعة داخل الملف بمثابة مسار منخفض للتمثيل لهذا المجال المغناطيسي ، مما يسمح للتدفق المغناطيسي أكثر تركيزًا وقوة.

2. زيادة الحث
النوى المغناطيسية تزيد من حث لفائف عن طريق زيادة التدفق المغناطيسي لتيار معين. يتيح ذلك لفائف تخزين المزيد من الطاقة في مجاله المغناطيسي ، وهو أمر مهم بشكل خاص في مكونات مثل المحاثات والمحولات. يؤدي الحث الأعلى إلى تخزين أفضل للطاقة وتحسين إمكانات نقل الطاقة.

3. تحسين الكفاءة
تساعد النوى المغناطيسية على تقليل فقدان الطاقة. في المحولات والمحاثات ، يقلل النواة المغناطيسية المختارة بشكل صحيح من تدفق التسرب ويركز المجال المغناطيسي حيث هناك حاجة إليه. كما أنه يساعد على تقليل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) ، مما يجعل الجهاز أكثر استقرارًا وفعالية.

4. السيطرة على التشبع المغناطيسي
كل مادة أساسية مغناطيسية لها نقطة تشبع ، حيث لم يعد بإمكانها تحمل المزيد من التدفق المغناطيسي. يتضمن التصميم الجيد اختيار مادة أساسية ذات خصائص التشبع الصحيحة لمنع تدهور الأداء. يسمح النوى بالتحكم بشكل أفضل في كيفية حدوث التشبع المغناطيسي في النظام.

5. تمكين التصغير
من خلال زيادة الكفاءة المغناطيسية للجهاز ، تتيح النوى المغناطيسية أن تكون المكونات أصغر وأخف وزناً مع استمرار تحقيق نفس الأداء. هذا أمر بالغ الأهمية في الإلكترونيات الحديثة ، حيث تكون المساحة محدودة والمتطلبات الأداء عالية.

المواد المستخدمة في النوى المغناطيسية
الفريت: يستخدم للتطبيقات عالية التردد ؛ لديه خسائر التيار الدوامة المنخفضة.
الصلب السيليكون: شائع في محولات الطاقة ؛ يوفر نفاذية مغناطيسية عالية وفقدان التباطؤ المنخفض.
المعدن غير المتبلور: ممتاز للمحولات الموفرة للطاقة بسبب فقدان الأساس المنخفض.
نانوكريستولاين: يقدم أداء فائقًا في تطبيقات التردد العالي مع خسائر منخفضة للغاية.

تطبيقات النوى المغناطيسية
المحولات: لتحويل الجهد والعزلة.
المحاثات: لتخزين الطاقة والتصفية في إمدادات الطاقة.
المحركات والمولدات: لتوجيه الحقول المغناطيسية وتحسين عزم الدوران أو إخراج الطاقة.
المغناطيسات الكهربائية: لتوليد حقول مغناطيسية قوية يمكن التحكم فيها .