تنقسم المحاثات الحلقية المغناطيسية الشائعة الاستخدام إلى نوعين: محاثات الوضع المشترك ومحاثات الوضع التفاضلي. تشمل المواد الشائعة المستخدمة في محاثات الوضع المشترك: المنغنيز والزنك عالي التوصيل، والنيكل والزنك، والمواد غير المتبلورة، والمواد النانوية البلورية، وغيرها.
تتميز مادة المنغنيز الزنك بنفاذية مغناطيسية عالية تقل عمومًا عن 15 كيلو أوم، وهي مناسبة للترددات الأقل من 300 كيلو هرتز. وتتمثل ميزتها الرئيسية في انخفاض تكلفتها وملاءمتها لمعظم مصادر الطاقة ذات الوضع التبديل. أما عيوبها فتتمثل في انخفاض درجة حرارة كوري، وضعف استقرارها عند درجات الحرارة العالية، وتأثر ملفاتها بالإجهاد، لا سيما بالنسبة للمواد التي تزيد نفاذيتها المغناطيسية عن 10 كيلو أوم، حيث يكون انحراف الحث كبيرًا نسبيًا.
تكون نفاذية النيكل والزنك عمومًا أقل من 2 كيلو أوم، مما يجعلها مناسبة للترددات الأقل من 1 ميجاهرتز. ويمكن استخدامها كقلب مغناطيسي عالي التوصيل من المنغنيز والزنك لتكملة ترشيح الترددات العالية.
تُعد المواد غير المتبلورة مناسبة بشكل عام للمنتجات ذات التردد المتوسط بين 50-200 كيلو هرتز، مع درجة حرارة كوري عالية وكثافة تدفق مغناطيسي عالية، ولكن بتكلفة إجمالية عالية.
تتميز المواد النانوية البلورية بنفاذية مغناطيسية عالية، وباعتبارها نوى مغناطيسية عالية التوصيل من المنغنيز والزنك، فإنها تُسهم في زيادة الحساسية، وتقليل عدد لفات الأسلاك المطلية بالمينا، وخفض تكلفة مواد الأسلاك النحاسية والعمالة. كما أنها تتميز بخسائر منخفضة نسبيًا واستقرار جيد في درجات الحرارة العالية، ولكن تكلفتها مرتفعة، مما يجعلها مناسبة للمنتجات المتطورة مثل السيارات والأجهزة الطبية والخلايا الكهروضوئية.
تشمل المواد الشائعة الاستخدام في محاثات الوضع التفاضلي قلب مسحوق الحديد، وحديد السيليكون والألومنيوم، وحديد السيليكون، وحديد النيكل، وحديد النيكل والموليبدينوم، وما إلى ذلك.
يُعدّ الحديد والسيليكون والألومنيوم حاليًا أكثر مواد الحلقات المغناطيسية استخدامًا في ملفات الحث التفاضلي، نظرًا لانخفاض خسائره نسبيًا، وكثافة تدفقه المغناطيسي عند التشبع، وانخفاض تكلفته للاستخدام على نطاق واسع، وتوافق مواصفاته مع مختلف الأنظمة. ما لم يُنص على خلاف ذلك، يُفضّل استخدام الحديد والسيليكون والألومنيوم في الحث التفاضلي.
يتميز قلب مسحوق الحديد بنفاذية مغناطيسية منخفضة، وميزته الرئيسية هي تكلفته المنخفضة للغاية، ولكنه يعاني من فقد كبير للطاقة، لذا فهو مناسب فقط للمنتجات ذات متطلبات التكلفة الصارمة للغاية. بعد الاختيار، ينبغي الانتباه إلى مسائل الفقد وتوليد الحرارة.
السمة الرئيسية للحديد السيليكون هي كثافة التدفق المغناطيسي العالية عند التشبع، والتي يمكن استخدامها كمكمل للحديد السيليكون الألومنيوم من حيث مقاومة التشبع وتقليل الفقد، ولكن التكلفة أعلى قليلاً.
بالمقارنة مع الحديد والسيليكون، فإن الحديد والنيكل لديه خسائر أقل ولكن تكاليف أعلى، ولا يستخدم عادة في مصادر الطاقة التقليدية ذات التبديل.
يتميز سبيكة الحديد والنيكل والموليبدينوم بأقل فقد، لكن قدرتها على مقاومة التشبع قد انخفضت، وتكلفتها مرتفعة للغاية. تُستخدم بشكل أساسي في المنتجات عالية الموثوقية مثل المنتجات العسكرية والفضائية وغيرها.
تاريخ النشر: 10 سبتمبر 2025
