陕西
实验名称：基于矢量磁路理论的可呼吸式磁心设计
实验内容：计算可呼吸磁心的磁阻与磁感。
研究方向：磁感与矢量磁路理论
测试设备：ATA-L8水声功率放大器，信号发生器，温度监测仪，电压探头，功率分析仪，电流探头，录波仪等。
图：基于矢量磁路理论的可呼吸式磁心设计原理图
图：不同孔径直径的磁心
实验过程：制备了三组具有不同孔径直径的磁心，包括实心磁心、直径5mm孔的磁心和直径15mm孔的磁心。这三组磁心在外形尺寸和电磁参数上完全一致，如附图1所示。两个磁心通过装配形成闭合磁路，通过扎带牢固固定，确保啮合面紧密贴合，以最小化气隙的影响，如附图2所示。一次侧绕组和二次侧绕组均绕制在中柱上，并通过高温绝缘胶布固定。此外，在闭合磁路上设置了三个测量点，用于监测实验中的磁心温度，以确保每次测试过程中磁心温度保持恒定，降低误差。
实验结果：
图：实验结果
在磁通幅值维持约为0.00018Wb的情况下，从20Hz到20kHz逐渐改变磁通频率，所测试到不同磁心的实验结果如附图3所示。在较低的磁路频率下，磁通分布较为均匀。然而，由于开孔的磁心中心存在孔洞，导致磁通的有效截面积减小，从而使磁路的等效磁阻增加。因此，在10kHz以下的频率范围内，直径为15mm的孔的磁心需要更多的磁动势才能产生与实心磁心相同大小的磁通。然而，由于磁通集肤效应对磁路参数的影响，实心磁心的等效磁阻随着磁路频率的增加而上升，磁阻抗也随之增加。与之相比，具有开孔结构的磁心具有一定程度的抑制磁通集肤效应的作用，其磁阻在频率变化时的波动较小。因此，当频率大于10kHz时，直径为15mm的孔的磁心在产生相同磁通时所需的磁动势低于实心磁心所需的磁动势。
功率放大器推荐：ATA-L系列水声功率放大器
图：ATA-L系列水声功率放大器指标参数
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