Kärnstorlek och elektromagnet styrka
Ökad kärnstorlek ökar generellt magnetfältstyrkan.
Varför större kärna = starkare fält
- Tvärsnittsarea (A): Magnetisk flöde Φ = B × A. Större A tillåter mer totalt flöde för samma flödesdensitet B.
- Magnetisk väg: Större kärna ger lägre reluktans väg för flöde, koncentrerar fältlinjer.
- Mättnadsgräns: Ferromagnetiska material mättnas vid ~1,5–2,0 T. Större kärna fördröjer mättnad vid högre strömmar.
Kärnmaterialet spelar störst roll
- Ferromagnetiskt (Fe, Ni, Co, legeringar): Hög permeabilitet (μᵣ = 1000–200 000) → massiv fältförstärkning vs. luftkärna.
- Mjuka magnetiska material (låg koercitivitet): Kiselstål, permalloy, ferriter – idealiska för växelströms elektromagneter.
- Hårda magnetiska material (hög koercitivitet): Behåller magnetisering → permanentmagneter, inte elektromagneter.
Andra styrkefaktorer
- Antal varv (N)
- Ström (I)
- Spolgeometri (längd/diameter förhållande)
- Luftgap (minskar styrka dramatiskt)
Praktisk design
För maximal styrka: hög-μ kärna, optimerad geometri, tillräcklig kopparfyllnad, kylning för hög ström. Att bara förstora kärnan utan fler ampere-varv ger avtagande avkastning.
