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PA3FWM的铁氧体之谜 [复制链接]

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离线咸康然
 
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只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 01-06
PA3FWM,是大名鼎鼎 http://websdr.ewi.utwente.nl:8901/ 的制造者,最近看到他个人网站,上面有很多好东西,特此转载,以供学习!  
https://www.pa3fwm.nl/technotes/tn11a.html


铁氧体之谜

Pieter-Tjerk de Boer,PA3FWM pa3fwm@amsat.org
(这是我为荷兰业余无线电杂志Electron 撰写的部分文章的改编版本,2015 年 7 月和 12 月。)
在尝试使用电感器构建幻象电源电路时,我遇到了以下(可重现)问题。
取一个 FT50-43 环形磁芯,绕上大约 10 匝电线,然后短暂地让大约 200 mA 的直流电流流过它。之后,测量线圈的阻抗:结果在 190 kHz 处出现下降。因此,它会谐振,无需连接电容器!这怎么可能?
这一现象导致我们与 ON9CVD 的 Bob van Donselaar 进行了电子邮件交流,后者提出了解释:磁致伸缩。磁致伸缩是材料在磁场影响下改变其形状或尺寸的现象。因此,它将磁场与机械效应联系起来。
就我而言,显然临时施加的强外部磁场(由 200 mA 直流电流引起)永久磁化了环形线圈的部分,使外部磁场“抓住”环形线圈的材料。
因此,线圈中电流的磁场也会在材料中引起机械力,然后该机械力将以声波的形式在材料中传播。然后发生相反的磁致伸缩:环形线圈磁化件的机械运动使磁场发生变化,从而在缠绕在磁芯上的导线中感应出电压。
通常,我们使用线圈是因为其自感:通过线圈发送电流,从而产生磁场,进而在线圈中感应出电压。磁致伸缩现在增加了第二个效应,它也是从施加的电流到感应电压,但通过机械运动绕道而行。因此,如果环形线圈在特定频率上发生机械谐振,则会显示在测量的阻抗中。
事实上,正如鲍勃计算的那样:FT50-43 的平均周长为 32.04 毫米;对于每秒传播 190 000 次距离的声波(190 kHz 共振),则速度必须为 6088 m/s。根据文献,大约 6 公里/秒的声速对于此类材料来说确实是正常的。
一个好的理论做出的预测是可以被验证的,这个理论也是如此。
(i) 如果谐振频率仅由环形线圈的尺寸和材料中的声速决定,则它不应取决于用于初始磁化的电流:事实上,在施加 300 mA 而不是 200 mA 后,我得到相同的共振频率。
(ii) 相同材料的较小磁芯应在较高频率下谐振:事实上,FT37-43 在 265 kHz 下谐振;根据其大小计算,我们发现声速为 6135 m/s:与之前的结果相差不到 1%。
(iii) 将环形线圈加热到高于所谓的居里温度后,该效应应该消失:事实上,将环形线圈放在热风脱漆剂前后,共振消失了。
(iv) 这是一种机械效应,因此应该可以对其进行机械影响:事实上,如果在测量时用手指用力挤压环形线圈,则不会产生共振,可能是阻尼太多。
虽然不是很有用,但是很有启发性...
BI4PYM
邮箱 minexixifomil@qq.com