磁珠的变化率范围是多少（最啰嗦全面的技术讲解）

Author: Jackie Long

大多数工程师都无法从本质上说明铁氧体磁珠与电感的区别，首先想到的可能就是：磁珠是储能元件，磁珠是能量消耗元件。当然，还有其它方面的区别，但很容易可以预料到这些信息都是从网络上获取来的。

那磁珠到底是如何消耗能量的呢？恐怕能真正说明白的人不多！本文我们就来谈谈这个问题！

我们都知道，当导线有电流通过时，即会产生静磁场，如下图所示：

磁场是含有能量的，但静磁场是无法进行能量转换的！我们只需要将一个闭合回路的某个活动部分来回运动（切割磁力线）就能够产生电流，因为穿过闭合回路的磁通量已经发生了改变，如下所示：

这就是著名的法拉地定律：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，移动的导体就会产生感应电动势，则闭合电路中就有电流产生。这种现象称为电磁感应现象，所产生的电流称为感应电流。

上图切割磁力线的方式与下图是类似的，即闭合线圈左右移动切割导体产生的磁场，尽管静磁场本身没有磁通量的变化，但闭合线圈在移动时还是会有磁通变化量的存在。

我们还有一个方法在闭合线圈中产生电流，就是使磁场发生变化，这样就算闭合线圈不移动，交变磁场也会在闭合线圈产生磁通变化量，继而产生感应电流，如下图所示：

高频交流源变化越快，则产生的交变磁场变化也越快，相应的闭合线圈中产生的感应电流也相应越大。

一整块铁板本身也可以等效为一个闭合线圈，这样在高频交流产生的交变磁场在铁板上产生感应电流（涡流电流），这种损耗称为涡流损耗，如下图所示：

涡流产生的热效应在很多场合都是有害的，但工业上利用这种涡流效应可以制成高频感应电炉来冶炼金属，如下图所示：

高频交流源在线圈内激发出很强的高频交变磁场，这时放在坩埚内被冶炼的金属因电磁感应而产生涡流，释放出大量的焦耳热，从而使自身熔化，换言之，电能通过交变磁场转换为热能消耗掉了。

磁珠也是利用同样的原理制作而成的，如果把铁板卷成一个圆柱形套在导体上，就形成了一个磁珠了，这么说来用一个铁戒指也可以当作磁珠了？呵呵！原理上真的可以，但是一根导体产生的磁通量实在是太小了，我们需要一种磁导率很高（相当于磁力线更容易通过，这与电流从低阻抗通道经过是类似的）的材料来收集导体周围在磁场，从这个意义上来讲，磁导率高的材料也有放大磁通量的好处，这样当含有高频噪声成分的直流电流通过磁芯时，就如下图所示：

低频或直流电流产生的低速变化或静磁场，其产生的磁通变化量也比较小，在铁氧体磁芯上几乎不存在涡流损耗；而高频噪声电流在铁氧体磁芯上产生的高速变化的交变磁场，并在磁芯中产生非常大的涡流（能量）损耗，如下图所示：

一些规格书中把磁珠的等效电路图画成下图所示：

这很容易误导工程师理解磁珠的工作原理，以为磁珠是因为高频时电阻很大而起到抑制高频噪声的作用。然而很明显，如果需要磁珠能够有效抑制某高频分量，则该高频信号通过磁珠时，磁芯中的涡流损耗应该是比较大的，亦即磁芯电阻率相对也应该比较小的（你可以理解为电阻较小），这与图表上的阻抗值趋势恰好是相反的，换言之，我们说磁珠阻抗越大，实际此时磁芯电阻率应该是越小的，这样热能量的消耗才会越大，只不过这种行为对于外部高频信号表现出的阻抗比较大。

还有更多的所谓"经验"项等着我们去讨论，Let's Go！