常用的傳感器鐵芯一般都是用硅鋼片制做的。硅鋼是一種含硅(硅也稱矽)的鋼,其含硅量在0.8~4.8%。由硅鋼做變壓器的鐵芯,是因為硅鋼本身是一種導(dǎo)磁能力很強的磁性物質(zhì),在通電線圈中,它可以產(chǎn)生較大的磁感應(yīng)強度,從而可以使變壓器的體積縮小。
實際的傳感器鐵芯總是在交流狀態(tài)下工作,功率損耗不僅在線圈的電阻上,也產(chǎn)生在交變電流磁化下的鐵芯中。通常把鐵芯中的功率損耗叫“鐵損”,鐵損由兩個原因造成,一個是“磁滯損耗”,一個是“渦流損耗”。
磁滯損耗是鐵芯在磁化過程中,由于存在磁滯現(xiàn)象而產(chǎn)生的鐵損,這種損耗的大小與材料的磁滯回線所包圍的面積大小成正比。硅鋼的磁滯回線狹小,用它做變壓器的鐵芯磁滯損耗較小,可使其發(fā)熱程度大大減小。
既然硅鋼有上述優(yōu)點,為什么不用整塊的硅鋼做鐵芯,還要把它加工成片狀呢?
這是因為片狀鐵芯可以減小另外一種鐵損——“渦流損耗”。變壓器工作時,線圈中有交變電流,它產(chǎn)生的磁通當然是交變的。這個變化的磁通在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。鐵芯中產(chǎn)生的感應(yīng)電流,在垂直于磁通方向的平面內(nèi)環(huán)流著,所以叫渦流。渦流損耗同樣使鐵芯發(fā)熱。為了減小渦流損耗,變壓器的鐵芯用彼此絕緣的硅鋼片疊成,使渦流在狹長形的回路中,通過較小的截面,以增大渦流通路上的電阻;同時,硅鋼中的硅使材料的電阻率增大,也起到減小渦流的作用。