Физические основы ферромагнитных стабилизаторов

Магнитные свойства ферромагнитных материалов, как правило, оценивают зависимостью:

,

получая гистерезисные характеристики. Но нам уже известно, что:

,

а:

.

Приведенные выражения наглядно показывают прямую пропорциональную зависимость напряженности магнитного поля Н от тока I, а магнитной индукции В от напряжения U. Это позволяет применять к исследованию магнитопроводов вольт-амперные характеристики.

.

Такие характеристики полезны при расчете цепей из нескольких элементов. Общий вид зависимости для магнитопровода приведен на рис. 12.1. Как и кривая начальной намагниченности, вольт-амперная характеристика имеет начальный участок (оа), линейный (аб), колено (бв) и насыщенная (в, г).

Вольт-амперные характеристики применяются для определения физики работы ферромагнитных стабилизаторов.

Упрощенная схема ферромагнитного стабилизатора включает в свой состав два разомкнутых магнитопровода (дросселя) Др₁ и Др₂ . Дроссель Др₁ работает в линейном режиме. Он играет роль ограничителя максимального тока. Дроссель Др₂ работает в режиме насыщения. Их вольт-амперные характеристики приведены на рис. 12.3. Здесь же приведена результирующая характеристика .

Напряжение на нагрузке определяется падением напряжения на дросселе Др₂ . Графики рис. 12,3. показывают, что если на входе цепи, действует напряжение U_оа, то нагрузка находится под напряжением . Часть входного напряжения падает на сопротивлении дросселя Др₁ - U_оа". Пусть входное напряжение увеличилось на величину аб. Это вызывает увеличение напряжения на нагрузке на величину а'б'. Наглядно видно, что а'б' в несколько раз меньше участка аб. Реально стабилизаторы ослабляют колебания входного напряжения в 5¸10 раз.

Таким образом, дроссель, включенный параллельно нагрузке и работающий в режиме насыщения, способен сглаживать броски напряжения на входе цепи.