Магнитные сердечники представляют собой детали из черного металла с высокой проницаемостью, которые обычно обматываются проволочной катушкой и используются в производстве механических или магнитных устройств. Благодаря высокой проницаемости металлического сердечника он способен концентрировать внутри себя линии магнитного поля. , создавая гораздо более сильное магнитное поле. Эти компоненты используются в различных промышленных приложениях, включая электрические трансформаторы, электромагниты, двигатели и индукционные устройства.
При правильной сборке магнитопровод может создавать очень сильные концентрированные магнитные токи. Существует пять основных факторов, определяющих эффективность магнитопровода. При соблюдении всех пяти условий чрезвычайно мощные магнитные сердечники могут усиливать магнитные поля, создаваемые электричеством и постоянными магнитами.
Пять основных факторов, влияющих на конструкцию магнитного сердечника, — это геометрическая форма, воздушный зазор, свойства металлов сердечника, рабочая температура и расслоение. Форма и воздушный зазор магнитного сердечника влияют на путь магнитного поля. Свойства металла и рабочая температура влияют на концентрацию магнитного поля и реакцию самого сердечника на магнитные силы. Ламинирование сердечника дополнительно влияет на магнитные пути и концентрацию, устраняя вихревые токи, которые могут нарушать типичные магнитные поля или вызывать избыточное накопление тепла.
Хотя магнитным сердечником по определению может быть любой кусок черного металла, обернутый проволокой, существует несколько основных форм, которые преимущественно используются в промышленности. Эти формы включают в себя прямой цилиндрический сердечник, сердечник I, сердечник C или U, сердечник E, сердечник горшка, тороидальный сердечник, кольцевой сердечник и плоский сердечник. Каждая из этих форм обеспечивает определенные свойства концентрации магнитного поля. Эти формы магнитных сердечников можно использовать с пользой, иногда увеличивая магнитное поле катушки более чем в 1000 раз по сравнению с исходным магнитным полем катушки.
В некоторых случаях магнитопровод подвержен потерям энергии в процессе работы из-за свойств металла, из которого он изготовлен. В тех случаях, когда магнитный ток должен быть переключаемым, формирование постоянного магнитного поля сердечником может оказаться вредным. Например, сердечник электрического трансформатора, который становится постоянно намагниченным, может стать непригодным для выполнения своей задачи. Этот нежелательный магнетизм называется гистерезис, и его можно обойти, используя металлы магнитного сердечника с более низкой точкой гистерезиса. Такие металлы известны как мягкие металлы и включают мягкое железо и многослойную кремнистую сталь.