järnkärnor

Järnkärna är kärnor av järnbaserade magnetiska material som används för att koncentrera magnetiskt flöde i elektriska komponenter som transformatorer, induktorer och elektromagneter. Genom att ge en låg reluktansväg ökar kärnan magnetiskt flöde och därmed effektiviteten i energiöverföring eller i närvaro av ström.

Material och tillverkning: Mjuka magnetiska material används på grund av hög magnetisk permeabilitet och låga förluster. Vanliga val är laminerat mjukt järn eller järnsilicium (silicon steel), samt amorfa metaller eller ferriter för högfrekventa applikationer. För att minska virvelströmsförluster lamineras kärnorna i tunna skivor eller används ferritkärnor. Skiktsbeläggningar mellan skivor isolerar dem elektriskt och minskar eddy currents.

Form och konstruktion: Kärnor finns i olika former, till exempel toroidkärnor, E-I-laminatkärnor, C-kärnor och stavkärnor. Valet beror på applikation och hur magnetfältet ska leds genom apparaten. Låga frekvenser kräver ofta tjockare laminerade skikt, medan högfrekventa applikationer använder ferritkärnor med mindre virvelströmsförluster.

Användningsområden: Kärnorna används i transformatorer och spolar i kraftförsörjningar, switch-mode-drivkretsar, induktiva filter och magnetiska avgränsningar. De avgör kärnans induktans, storlek och kylbehov, samt effekter på effektivitet och värmeutveckling.

Begränsningar: Materialet har begränsad mättnad; vid högre flöden ökar kärnförluster och minskar effektiviteten. Val av material och konstruktion måste balansera permeabilitet, mättnad, frekvens och kostnad.