什么是气隙？

磁芯的气隙，是指一部分磁路是由空气构成，故称为空气间隙，简称气隙。举例EI型磁芯，E和I的结合总存在缝隙，磁路就有气隙。圆形磁环中间开个缺口，缺口处就是气隙。

             

气隙有什么用？

1、气隙可以减小磁导率

2、增大饱和电流

3、增大储存能量的能力

4、也可以减小剩磁

5、设计需要选择合适的气隙大小

以下从微观的角度来解释下这些作用产生的原因。

用一个圆形磁环绕上线圈，通上电流后的磁芯达到饱和，说明里面所有的磁畴都已经有序排列了。

所谓磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内部包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同，如图所示。各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。宏观物体一般总是具有很多磁畴，这样，磁畴的磁矩方向各不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的磁矩为零，它也就不能吸引其它磁性材料。也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当磁性材料被磁化以后，它才能对外显示出磁性。

                  

这时在磁环上开个气隙，去除掉一部分磁芯，那么这一部分磁畴也就被去掉了。原来在气隙处的磁畴是有序排列的，相当于一个小磁铁，对气隙旁边的磁畴的有序排列有正向的作用力，现在被去掉了，作用力也变小也就是磁性变小，磁畴就不能有序排列，进一步导致气隙旁相邻的磁畴受到的作用力也变小，一个传一个，整个磁芯的磁畴没有有序排列的更多。因此，开气隙的磁环是没有磁饱和的。

要使磁畴再次全部有序排列，必须通上更大的电流，直到再次饱和。

                  

因此，可以看出增加气隙，饱和电流增大了。从整体上看，磁畴总的有序排列变少，那么产生的磁通也变小了，即磁导率变小了，也可得知，弱化了磁畴间的正向相互作用力，因此在没有电流的时候，剩磁变小了。

假定没有气隙时，完全磁饱和对应的磁场强度为Bm，那么加了气隙以后，增大电流，使磁环的所有磁畴再次达到饱和，这时磁场强度应该是多少呢？我们假想一下，磁环里面的所有磁畴在饱和电流时全部排列，也就是最难偏转的那个磁畴在此时正好偏转，无论我们加不加气隙，要是那个最难的磁畴发生偏转，所以它所在的地方的磁场强度就是Bm。所以加了气隙之后，饱和时的磁场强度还是Bm，相对于之前没有变化。

磁场能量密度为单位体积所包含的磁场能，其公式为B的平方除以2μ，磁芯的储能不变。而气隙处的磁导率μ变成了空气，空气的磁导率一般只有磁环材料的几十分之一到几千分之一，因此，在气隙处的储能密度提升了成百上千倍。

                     

因此，气隙增大了存储能量的能力。

那么气隙是越大越好吗？显然也不是的，因为气隙最大的时候就是没有磁环，也就是空芯电感，理论上空芯电感永不饱和，储能没有上限，只要电流够大。而实际中电流总是有上限的，太大导线也承载不了。

事实上，我们说气隙增大了储能上限，说的是在各自都饱和情况下的储能。而在都不饱和的情况下，通上相同的电流，不加气隙的储能更高，因为能量密度公式等于二分之一的μ乘以H的平方，相同电流时，H相同，而不加气隙时磁导率更高。气隙太大，因磁导率太低，电感感量难提升，所以需要选择合适的气隙大小。

合适的气隙大小

那么，什么是合适的气隙大小呢？

在电路设计中，输入输出电流的最大值，还有电感值通常是确定的。所以我们在保证通以最大电流时，电感磁芯不发生饱和，因此气隙不能太小，否则很容易饱和。还需考虑成本、体积等因素，并尽量减小气隙，这样才能以更小的体积实现更大的感量，两者综合的结果，就是一个合适的气隙大小。这只是从会不会磁饱和这一方面来考虑，实际中则更为复杂，需要考虑材料类型，温度，损耗，漏感等等各个方面。