¿Qué es la saturación en un inductor?

La respuesta de Rawbrawb no explica el mecanismo real por el cual ocurre la saturación, lo cual es bastante fácil de entender :

Ayuda a entender primero cómo los materiales generan campos magnéticos. Una forma sencilla de pensar esto es que cada átomo es un pequeño bucle de corriente que genera un campo magnético.

Unmaterialmagnéticotieneungrannúmerodeestosbucles.Estosbuclestiendenaalinearseen"dominios magnéticos", que son áreas microscópicas donde todos los bucles están alineados. En un material no magnetizado, las direcciones de los dominios se distribuyen aleatoriamente, por lo que no existe un campo magnético neto.

Laaplicacióndeuncampomagnéticoaunmaterialferromagnéticocomenzaráaalinearlosdominiosmagnéticos,dandocomoresultadouncampomagnético"inducido" del material. Aumentar el campo magnético aplicado aumentará la cantidad de alineación de los dominios magnéticos, y así aumentará el campo magnético inducido. Esto es típicamente muy no lineal. En algún momento, el campo magnético aplicado alinea TODOS los dominios, y ya no es posible aumentar el campo magnético del material. Este estado se conoce como "saturación".

Para comprender esto, primero debe comprender el papel de la permeabilidad en los campos magnéticos. Cuando tienes un material en un campo magnético que tiene mayor permeabilidad, intensifica el campo. Por lo tanto, un dispositivo que tiene un material de alta permeabilidad tendrá una mayor inductancia que el mismo dispositivo pero sin el material. Esta es una buena propiedad porque le permite tener componentes de mayor valor en menos volumen.

histéresis http://www.material-sys.com/image/product/b- hHysteresisCurveEn.png

A menudo hay un límite a la intensidad del campo magnético que tales materiales pueden soportar. Los mecanismos por los que pierden (o disminuyen) su permeabilidad difieren según el material. Pero hay algún límite por encima del cual la permeabilidad cae. En este punto (Hm, Bm) se dice que el material está saturado, lo que es una buena analogía de cómo el agua satura un trapo. Excepto en este caso, el trapo a menudo pierde la capacidad de retener algo del agua que ya ha absorbido, por lo que no es una analogía exacta.

Hay dos peligros principales de esto:

1. El valor de la inductancia o inductancia de enlace no sigue una buena relación, por lo que los parámetros bajo los cuales se diseña el circuito pueden cambiar (si esta saturación no es intencional). Pero algunos diseños de circuitos se basan en su efecto para cumplir sus roles.
2. En algunos materiales, la permeabilidad cae mucho. Lo que eso significa es que las líneas de campo magnético existentes ahora tienen que encontrar un lugar para estar y, como resultado, "saltan" del material del núcleo y soportan rápidamente el volumen alrededor del dispositivo. Estas líneas de campo en rápida expansión pueden interferir con otros dispositivos magnéticos y también son una fuente de interferencia electromagnética (EMI).

Los inductores de aire tienen valores de inductancia mucho más bajos, pero tampoco muestran este efecto de saturación.