Как работает зазор в сердечнике?

[кустомер]

Наверняка установлено опытным путем (влияние зазора).

Ни опытные данные, ни формулы сомнениям не подвергаются!
Мне важно осмыслить суть его работы, вот в чем предназначение темы.

Чтобы получить сильное поле в зазоре,

А зачем нам получать поле, да еще сильное - в зазоре?
(ИМХО, нам надо ослабить поле в материале сердечника, чтобы он не насыщался.)

[кустомер]

Поле в материале в общем случае важный параметр, так как имеено оно формирует состяние материала, насыщен он или есть куда дальше расти...

Ого, какое откровение! Мы ведь даже не подозревали, что это такой важный параметр!

Можно взять две половинки Ш, а не ШI. Будет зазор внутри

Можно. Но и зазор в ШI встречаются сплошь и рядом. И как это конструкторы допускают такое?

[avp94]

Итак ответ на головной вопрос:

Каким именно образом зазор в сердечнике предохраняет от входа в режим насыщения?

будет таким: а не предохраняет, и образа нет! Пока есть сердечник всегда найдутся условия при которых он войдет в насыщение, хоть с зазором, хоть без .
Единственный 100% способ не загнать сердечник в насыщение - это не использовать его, а положить где-то подальше от электромагнитных полей в железный ящик.

[azim_mg]

Мне важно осмыслить суть его работы, вот в чем предназначение темы.
Сообщение от azim_mg
Чтобы получить сильное поле в зазоре,
А зачем нам получать поле, да еще сильное - в зазоре?
(ИМХО, нам надо ослабить поле в материале сердечника, чтобы он не насыщался.)

Тут есть над чем поломать голову, по-моему. Казалось бы, чем сильнее индукция (и поток) в сердечнике, тем с большей энергией имеем дело. Но оказывается, не все так однозначно, нам мешает насыщение материала сердечника.
Вводя зазор, мы вводим неоднородность в магнитную цепь, причем в виде немагнитного зазора, представляющего как бы барьер для магнитного потока, через который надо "перепрыгнуть". Для этого, т.е. для восстановления в сердечнике величины индукции (следовательно, и потока), которая была до введения зазора, приходится добавлять в катушку и витков, и силу тока. В результате получаем резко возросший уровень энергии в сердечнике, как здесь товарищи утверждают, именно в зазоре. Я бы провел здесь аналогию с переходом от низкого напряжения к высокому при неизменной силе тока - мы получаем многократное увеличение мощности в электрической цепи. Аналогично, введение зазора как бы вводит "высоковольтный" режим для магнитной цепи, многократно повышая величину перекачиваемой через нее энергии.
Только в роли напряжения здесь выступает мдс (или ампервитки).

PS Если величина магнитного потока через магнитопровод ограничивается
насыщением, то в случае с электрическим проводом мы сталкиваемся с ограничением в виде перегрева проводника, вплоть до его расплавления. Правда, последнее ограничение может быть снято с использованием режима сверхпроводимости. Вполне возможно, что существует аналогичное явление магнитной сверхпроводимости, просто я о нем не слышал или не помню?

[кустомер]

Хммм...

Тогда давайте уже обратимся к рассмотрению основ столь же базовых, как и тривиальных.
Собственно, с чем мы имеем дело? - с накоплением энергии в материале.
Никакой материал не может накапливать бесконечное количество энергии. По-любому есть предел.
У диэлектриков есть предел накопления энергии электрического поля.
У ферромагнетиков - предел накопления энергии магнитного поля. И это, пмсм, зависит от качества и характеристик самого материала. Ну не влезает в него большее - что тут сделаешь?..

В зазоре (приблизительно считаем - в "пустом" пространстве) энергия тоже может накапливаться, но в пропорции тысячной доли и менее. (Магнитная проницаемость сердечника - неск. тысяч, относительно вакуума).

И вот мне непонятно - почему это накопление энергии в зазоре ставится ключевой идеей рассмотрения? Сколько вообще энергии в нем можно накопить по сравнению с сердечником?..

[KBH-I]

В зазоре (приблизительно считаем - в "пустом" пространстве) энергия тоже может накапливаться, но в пропорции тысячной доли и менее. (Магнитная проницаемость сердечника - неск. тысяч, относительно вакуума).
И вот мне непонятно - почему это накопление энергии в зазоре ставится ключевой идеей рассмотрения? Сколько вообще энергии в нем можно накопить по сравнению с сердечником?..

Однако...
И кто Вам такое сказал?
Зазор просто снижает эффективную (очень приближённо, на грани профанации, можно пояснить - суммарная магнитная проницаемость сердечника с зазором) магнитную проницаемость сердечника.
Тем самым снижая насыщение сердечника, т.е. за счёт уменьшения индуктивности обмотки на этом сердечнике.
Вообще-то гораздо лучше взять другой сердечник, с мЕньшей проницаемостью - потерь на перемагничивание и токи Фуко будет меньше.
Но если по каким-то причинам нужного материала нет, делают с зазором.
Формулы уменьшения магнитной проницаемости из-за зазора - Гугль Вам в помощь.
А всякая мистика с "энергией вакуума" в таком элементарном вопросе - вообще ни к селу, ни к городу.

[mikaleus]

Вообще-то относительная магнитная проницаемость фактически показывает во сколько раз меньше длина магнитной линии, чем в вакууме. Или можно по другому интерпретировать, плотность энергии магнитного поля w=B*H/2, где B индукция магнитного, H напряжённость магнитного поля. H в магнитном материале в u раз меньше, чем в вакууме...

[KBH-I]

...можно по другому интерпретировать...

Можно и из Нерезиновой в Питер через Владивосток ехать. )

[VladimirIvan]

Возьмите петлю гистеризиса и потаскайте за концы. Все станет понятно.

[кустомер]

Однако...
И кто Вам такое сказал?
‹ . . . ›
всякая мистика с "энергией вакуума" в таком элементарном вопросе - вообще ни к селу, ни к городу.

Вы считаете, что в объеме катушки без сердечника ("в вакууме") энергия накапливаться не будет? Совсем?

Возьмите петлю гистеризиса и потаскайте за концы. Все станет понятно.

Кчему тут гистерезис приплелся? В материалах для сердечников его вообще стремятся сделать как можно меньше, чтобы сократить потери.