Entrefer

D'un point de vue technique, un entrefer décrit une zone dans le noyau de fer d'un électroaimant qui est souvent remplie d'air. Cela garantit non seulement que plus d'énergie est générée et stockée, car cela empêche la saturation magnétique du matériau. Il garantit également que le courant électrique traversant le noyau, qui est constitué de fer ou d'un matériau ferromagnétique similaire, peut être mieux dosé et contrôlé. Les entrefers sont parfois utilisés dans:

  • Transformateurs
  • Batteries à air
  • Têtes magnétiques
  • Intervenants
  • Relais CC

Ils sont indispensables pour l'utilisation ciblée du magnétisme électro-induit dans les secteurs industriel, électrique et médical. Incidemment, un entrefer ne doit pas toujours être rempli d'air. Dans l'ingénierie audio, des matériaux diamagnétiques solides sont parfois utilisés comme entrefers, ce qui peut empêcher les vibrations indésirables et le bourdonnement de réseau associé.

Que fait un entrefer dans un circuit magnétique?

Un circuit magnétique - comme on en trouve dans les transformateurs - se compose généralement d'un noyau de fer entouré d'une bobine. La bobine, à son tour, est connectée à une source d'alimentation. En fonction de la tension appliquée et de l'inductance de la bobine, la densité de flux magnétique est générée et un champ magnétique est créé plus ou moins fort. La perméabilité du corps central est également déterminante. Les matériaux ferromagnétiques à haute perméabilité, notamment le fer, le nickel et le cobalt, contiennent les plus petits aimants élémentaires, qui sont initialement désordonnés mais s'alignent uniformément lorsqu'ils entrent en contact avec un autre aimant ou lorsqu'ils sont enroulés avec une bobine conductrice de courant. Cette orientation rend le matériau lui-même magnétique et l'intensité du champ augmente considérablement. Pour démagnétiser à nouveau le corps ferromagnétique, il doit être retiré du champ magnétique ou électrique appliqué. De plus, des mesures supplémentaires telles que des vibrations, un échauffement ou l'application d'un champ magnétique coercitif peuvent être nécessaires.

Si initialement il y a une tension qui augmente lentement, tôt ou tard le moment de saturation se produira. Cela signifie que tous les aimants élémentaires du corps ferromagnétique sont alignés en parallèle et que le corps devenu magnétique atteint son maximum de aimantation . À partir de ce point, une courbe de saturation supposée ne continuerait pas à augmenter de manière linéaire, mais s'aplatirait. Pour éviter cet effet et pouvoir utiliser tout le potentiel du circuit magnétique, une résistance magnétique est installée sous la forme d'un entrefer. Celui-ci est situé à l'intérieur du noyau et le traverse sous la forme d'un espace étroit d'un côté.

La densité de flux magnétique est interrompue par l'entrefer. Dans le même temps, le champ magnétique dans l'entrefer lui-même est particulièrement fort. La conductivité magnétique du noyau ferromagnétique doit donc être augmentée pour vaincre cette résistance. La conductivité est améliorée, une tension plus élevée peut être appliquée et, par conséquent, le flux magnétique induit est plus facile à contrôler. La force d'un aimant porteur de courant est conditionnée et renforcée par des entrefers.

Pourquoi les entrefers dans le noyau de fer d'un transformateur doivent-ils être aussi petits que possible?

Un transformateur contient deux bobines, qui à leur tour peuvent être reliées par un noyau de fer. L'un des deux champs magnétiques induit d'abord une tension dans la bobine opposée. La force de cette tension dépend du rapport de bobine existant. En particulier, si le transformateur doit être utilisé également pour des puissances élevées, il est nécessaire d'utiliser un entrefer.

Un circuit magnétique à entrefer dans un transformateur diminue légèrement l'inductance de la bobine adjacente. En conséquence, l'efficacité du transformateur peut diminuer légèrement dans les plages de puissance inférieures. Cependant, l'entrefer est nécessaire pour une puissance plus élevée afin de créer une résistance magnétique qui empêche la saturation et rend utilisables des courants plus élevés. Les entrefers sont également de petites réserves d'énergie, car il y a un champ magnétique particulièrement fort à l'intérieur. Pour éviter une chute indésirable de la densité d'énergie, les entrefers des circuits magnétiques des transformateurs sont conçus pour être les plus étroits possibles afin de ne pas perdre trop d'énergie.


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