Зазор в катушках - накопителях энергии, Air gap Опции

[AndreyVN]

Всем привет!

Кто знает, зачем в катушках накапливающих энергию для DC-DC преобразователей
делают зазор (air gap)?

Индуктивность уменщается, значит и накопленная энергия уменьшается, а что улучшается???

[Microwatt]

Всем привет!

Кто знает, зачем в катушках накапливающих энергию для DC-DC преобразователей
делают зазор (air gap)?

Индуктивность уменщается, значит и накопленная энергия уменьшается, а что улучшается???

Это хорошо расписано в справочнике молодого электрика для советских ПТУ.
Попробуем на пальцах пересказать....
Можно катушку намотать без сердечника вообще. И работать будет. Но размеры ее будут большими. Поле вокруг катушки будет торчать во все стороны аж до орбиты Марса. Вставляя сердечник из ферромагнитного материала мы создаем для магнитных силовых линий намного более удобный путь, чем через воздух.
Но, если сердечник замкнут, то это то же самое, что короткозамкнутая медная цепь для обычного тока. Сердечник быстро насыщается и, по сути, превращается в тот же воздух (по магнитным свойствам, конечно). Если мы вводим небольшой зазор, то практически вся энергия магнитного поля сосредотачивается и запасается в этом узком зазоре, не выпирая во все стороны в пространство. И может быть возвращена в обмотку в виде тока, вызванного ЭДС самоиндукции при отключении катушки от внешнего источника.
Ваш вопрос "а что улучшается" прямого ответа не имеет. Зазор не улучшает работу, а просто необходим для работы магнитного накопителя. Без него не обойтись. Хотя, введение зазора, конечно, увеличивает требуемое количество витков для получения заданной индуктивности. Проницаемость сердечника уменьшается пропорционально отношению длины зазора к длине средней магнитной линии сердечника. В больших сердечниках и зазор, соответственно, может быть больше.
Малый зазор трудно выполнить стабильным коструктивно, большой - сильно снижает начальную индуктивность. Ищут компромисс, не допуская насыщения сердечника или больших индукций при рабочих токах.
Сердечники без зазора используют в трансформаторах с прямой передачей энергии между первичной и вторичной обмотками. В таком идеальном трансформаторе нет процесса накопления энергии и магнитный поток в сердечнике равен нулю. Так, например, работает привычный нам трансформатор на железе 50гЦ.