主题：一个有趣阻抗曲线，请大家一起分析一下

我今天在测试音圈阻抗曲线时，作了三种情况下的比对，测试结果很有趣，

有些解释不了，哪位老师能解释一下。

请看附图：

图中，黑色线只测音圈的阻抗曲线；红色是将音圈放入磁路，一直掉到T铁底部，不带其它振动部件；兰色为将音圈放到T铁中，掉到底部，不带其它任何东东。

现象是：1、红色在350Hz以下，阻抗低于其它两种情况，应该是接触电阻问题。

2、350Hz-7k 之间，红色的阻抗高于光音圈情况，但明显低于T铁中阻抗，为何？

3、7K以后，放在磁路底部的阻抗明显低于T铁中阻抗，为何？

此主题相关图片如下：

用的是同一只音圈，25芯，WH=10MM，RDC=3。7OHM

王老师,

第1个线圈为空心的,

第2个线圈位于磁极的中间,

第3个线圈位于磁力线最密的部位.

可以这样分析电感的变化吗?

我试着来把全套过程分析一下,只是物理意义上的,不知道以下是否你的实验模型,

黑线(光音圈)
红线(音圈沉到带磁路的T铁芯柱底部,简称磁T铁)
兰线(音圈沉到不带磁铁的T铁芯柱底部,简称光T铁)

当都在低频时, 音圈放在光T铁里,虽然电感量增加了, 但频率低可以电感的影响几乎可以忽略不计,所以光T铁同光音圈阻抗差不多,以DCR为主.
而磁T铁呢, 因为T铁组成磁路,表示音圈的中心有静磁场,用LMS扫频时是交流信号,音圈内的磁场会增大或减小,这个由信号电流引起的磁场会影响静磁场,引起音圈内磁通量的变化,根据楞次定律,带来的感应电流总是要阻止信号电流变化的,这相当于给音圈加上了一个反电动势,所以信号电流衰减了,相当与阻抗减小了.那光T铁里其实也有磁通量的变化,为什么阻抗还增加呢?这是因为光T铁里的磁通变化弱于电感增加带来的影响.

然而,虽然有反电动势的存在, 毕竟磁T铁比光音圈多了一个芯柱,电感还是挺大的,比光音圈的要大, 当频率升高时由电感带来的阻抗影响越来越强,终于,磁T铁(红线)在350Hz时阻抗首次超过了光音圈(黑线),而光T铁(兰线)是一个强化电感,依然我行我素,随着频率升高阻抗扶摇直上.

但毕竟因为磁T铁音圈有"反电动势"这一道光环加身,所以它(红线)的阻抗上升斜率要小于光音圈(纯电感)(黑线),所以我们看到在7kHz时,光音圈(纯电感)终于反败为胜,重新超过了磁T铁(红线),但这时它仍然比不上电感大大加强的光T铁音圈啊,所以暂时位居老二. 阻抗老大仍然是光T铁音圈(兰线).

T铁芯柱毕竟是个导体,相当于个短路环,只是它的电阻比铜大了些就是了,所以在低频时效果不好,但到了高频后,涡流效应加大,音圈的自感将会被相当程度的抵消了,所以在更高的频率(图上没有扫出来),我们看到光音圈(黑线)的上升陡度实际上是高于光T铁(蓝线)和磁T铁(红线)的.
最后的赢家原来是光音圈(纯电感),而光T铁的法宝(劣质短路环,磁T铁也有)一定要在高频才见效,使出来的时候偏晚了一点,所以开头表现不好.
而磁T铁更是拥有第二法宝(静磁通变化),所以它的阻抗上升陡度是三者中最小的.

所有的物理过程都不神秘, 我们看到里面的四种势力(也许还有第五种)都想控制阻抗, 只是它们相互斗争,此消彼长罢了,当哪种势力强了,它就占据了主导地位.
以上物理过程可以分别建立等效电路模型,分析的结果应该与实验一致.

高手论剑，大家快搬小板凳来学习

对了，我明早将三条曲线对应的相位曲线也贴上，

看看三种情况下，各自电压与电流的相位关系，能多些信息和提示。

倒也有趣.红色的比较复杂暂且不说,蓝色和黑色的比较超出我习惯性的思维:装了铁芯的电感应该比空芯的高,现在怎么反而低了?

明天有空测试一下.

王老师的质问果然一针见血. 我承认我上面关于这两点的解释考虑欠妥是错误的. 所以电感变小的原因不是这个. 如果这个关键解释通了其它的都容易了.

关于这道题我已经研究了一晚上, 我想我已经知道为什么会出现这种奇怪的现象了, 我可以从物理角度证明, 但不是几两句话可以说清楚的.

只是我还没找到简单直观的解释. 这道电感问题确实非常难.

呵呵，有点意思，先考虑考虑！！

我今早看了一下相位曲线，现象和本人理解如下：

1、光音圈最接近纯电感，20kHz，相位达70度，愈高频，相位愈接近90度

2、在磁场中的与T铁中的相位特性类似，高端后由于铁芯的涡流损耗，

使音圈的阻性增加，同时铁芯在高频时导磁率降低，电感量渐小，感抗增幅愈来愈小，所以相位随频率升高，趋平，我相信20KHz后，相位会愈来愈小。

此主题相关图片如下：

图中，红色是在磁路中测的，兰色是在光T铁中测的，

黑色是光音圈。

FUYU兄，你的那个音圈测试时的状态如何，固定的还是自由的？

红色线是音圈置入通过在磁场中的T铁的阻抗的结果,出现比较奇特的现象是由于铁磁性材料的性质比较特殊.

如图,铁磁性材料的B-H磁滞回线很窄,磁导率μ很高,当T铁没有磁场通过时,因为B=μH,通过音圈的交变电流引起的磁场强度H的轻微变化即可造成很高的B.根据自感的理论可知,此时音圈自身的电感较空心电感提高μ倍(T铁被反复磁化工作曲线如图中黄线所示)

然而可以看到铁磁性的材料有一磁饱和点,当B值升到了一定值后,随着外磁场强度H的增大,磁感应强度B几乎不随之增加,

当T铁放在磁场中,因为有静磁场的存在,T铁的工作点被提高了.如果此时静磁场B值在C-D附近,可以看到随着音圈交变电流反复变化(H变化),T铁工作曲线如蓝线CD段示. T铁的B值变化很小,此时的磁导率μ可以很小, 甚至小于1--空气中的磁导率, 所以这时音圈的电感值比空芯电感(光音圈)还要小.这就是为什么红色线在低频时阻抗最小的原因.从上我们完全可以推断,王老师的T铁直径可能比较细,已经磁饱和了(如果T铁未磁饱和的话是不会出现电感变小这种情况的)

频率再提高时,由于铁芯存在涡流损耗,这个涡流损耗是与频率的平方成正比的,所以损耗加大,阻抗增加.当频率再进一步提高时,铁芯的磁导率会随频率增高而降低,因此B值会渐渐变小,涡流损耗的增加率减缓,阻抗的增加率也就减缓,最后会被纯空心电感超过.

此主题相关图片如下：


此主题相关图片如下：

国明先生分析的一个前提条件是铁芯磁饱和情况下，铁芯的相对磁导率小于1，从而导致线圈电感小于空芯的情况出现，但这种情况有可能出现吗？个人感觉不会，线圈产生的磁场不足以产生如此大的影响！涡流损耗的可能性比较大，但前提线圈应该是自由的！

国明先生的分析个人认为很有道理。

从阻抗曲线和相位曲线看，确实在磁场中的电感量小于在光T铁中值，

这就是磁场中曲线低于T铁中曲线原因。其他曲线的差距就可用高频时涡流增加和铁芯磁导率下降来解释，我上一个贴中也提到。

国明兄关于铁芯 磁饱和的提示很重要，多谢！我刚刚看了一下我用的磁路，25芯T铁带中孔，应该接近饱和。

初哥问的音圈只是放入磁路的T铁底部，未固定。

我查了一下Joseph D'Appolito先生写的《测试扬声器》（TESTING LOUDSPEAKER），置于磁场中的扬声器的电感量是随频率升高而减小的。

他举了一个八寸的例子，200HZ，2.1mH

1000Hz,1.3mH

10000Hz,0.6mH

仅磁导率下降，应该不能解释这一现象吧！

首先高频情况下很明显红蓝阻抗曲线趋缓，如果只有感抗和纯阻的话，jwL/R值下降了（相对黑色曲线），从相位曲线也可以看出来，但阻抗模值是高于黑色的那条曲线的，如果电感量下降或保持不变的话，那么纯阻值上升了，这个上升是从哪来的？

个人始终认为，没有任何理由加了铁芯的线圈的电感的磁导率会小于空芯的磁导率，磁饱和后磁导率是有下降的趋势，但应该还是会远大于1，除非另外加了巨大的磁场，但音圈产生的磁场有可能吗？而且没有静磁场存在的那个兰色曲线应该没有磁饱和的问题吧，但为什么也是一样呢？