Valore della conoscenza dei nuclei di ferrite

• Cosa sono le ferriti?

• Come funzionano i nuclei in ferrite?

• Quali sono le forme di costruzione dei nuclei in ferrite?

• Che precauzioni osservare in caso di montaggio e nel funzionamento di nuclei in ferrite?

Cosa sono le ferriti?

Le ferriti sono materiali ceramici ferromagnetici in ossido di ferro (Fe2O3) e ossidi di altri metalli. Questi possono raggiungere valori elevati di permeabilità, cioè conducibilità magnetica. Il materiale magnetico rigido è caratterizzato da un'elevata intensità del campo da co-zite, vale a dire che i componenti da esso realizzati possono essere magnetizzati in modo molto forte e permanente, per questo motivo vengono prodotti principalmente magneti permanenti, ad esempio per casse acustiche. Il materiale magnetico morbido, invece, mostra piccoli valori di intensità del campo e viene saturizzato solo in caso di flusso magnetico elevato. Ciò significa che il materiale magnetico morbido può essere magnetizzato con perdite ridotte.

Essendo una ceramica non elettricamente conduttiva, non ci sono perdite di corrente parassita nel campo elettromagnetico alternato, come è noto accade dai nuclei di ferro. Qui di seguito si tratta di componenti realizzati con materiali magnetici morbidi. Grazie alle sue proprietà magnetiche ed elettriche, sono ideali per la produzione di nuclei per trasformatori, bobine, bobine e componenti di protezione da interferenze EMC.

Come funzionano i nuclei in ferrite?

C'è un campo magnetico intorno a ogni conduttore con corrente passante. Se in prossimità di esso è presente materiale magnetico attivo, ad es. Ferro o ferrite, le linee di campo magnetico in uscita si concentreranno in questi oggetti, perché nel materiale la conduttività magnetica è molto più grande di quella dell'aria circostante.

La ferrite può essere costituita da un CORE o un'asta attorno alla quale il conduttore è avvolto, ma anche da un cuore anulare attraverso la cui apertura è guidato il conduttore. L'aumento del flusso magnetico in questo modo fa sì che il conduttore guidato da un nucleo magnetico o da un nucleo magnetico abbia un'induttanza notevolmente maggiore rispetto a quando è circondato solo da aria con una permeabilità ridotta.

Quando il conduttore viene fatto passare attraverso la corrente alternata, alla resistenza ohmica del conduttore si aggiunge ancora la resistenza induttiva, che aumenta con la frequenza crescente. Ciò significa che i segnali ad alta frequenza vengono attenuati sul conduttore, mentre la corrente continua non viene influenzata.

Questi componenti in ferrite vengono quindi utilizzati, ad esempio, per attenuare le tensioni di disturbo causate dai processi di commutazione, in modo che non possano essere diffusi o irradiati da alimentatori a commutazione o sistemi digitali.

Quali sono le forme di costruzione dei nuclei in ferrite?

La produzione di nuclei magnetici in ferrite avviene come per altre ceramica con processi di sinterizzazione e combustione. In questo modo i materiali vengono pressati in forma di polveri o paste e poi asciugati e bruciati. In questo modo si creano componenti che sono in ceramica allo stesso modo duri e fragili come altri componenti. Non è quindi possibile modificare o cambiare meccanicamente forma a queste parti. Per questo motivo è disponibile un ampio spettro di forme e modelli di nuclei di ferrite, che sono perfettamente adatti alla rispettiva applicazione.

In questo modo, le versioni a forma di barra e ad anello sono realizzate come nucleo ad anello in ferrite di diverse dimensioni, anche nuclei a doppio foro, che vengono avvolti o eseguiti attraverso i conduttori. Questi componenti sono comunemente specificati con il loro valore AL. Con questo si può calcolare, come per una bobina, il numero di spire con cui si raggiunge un determinato valore di induttanza.

Molto installati sono i cosiddetti "Flip-ferrite". In questo caso, due semigusci in ferrite sono installati in un alloggiamento in plastica. Questi possono essere semplicemente collegati a un cavo a nastro rotondo o piatto. Vengono quindi ripiegati e chiusi con una connessione a scatto, a volte per riaprirli serve una chiave.

Anche le ferriti a ribalta sono disponibili in diverse versioni, che sono perfettamente adattate al rispettivo cavo. In caso di ferrite a clip, i dati tecnici indicano la resistenza induttiva a una determinata frequenza, ad es.. 40Ω a 25 MHz. Vale a dire, al di sotto di questa frequenza la resistenza è più bassa, al di sopra di essa aumenta. Nella rispettiva scheda tecnica si trova in genere un grafico da cui è possibile leggere il valore esatto.

Le ferriti installabili in superficie sono particolarmente piccole. Questi componenti SMD sono adatti come filtro per linee dati e per il disaccoppiamento della tensione di alimentazione in strutture molto compatte.

Una versione completamente diversa è la pellicola flessibile in ferrite. In questo modo è possibile rendere più efficienti le proprietà magnetiche dei dispositivi di emissione di sistemi NFC ("Near Field Communication") o RFID ("Radio Frequency Identification").

Che precauzioni osservare in caso di montaggio e nel funzionamento di nuclei in ferrite?

I componenti in ferrite reagiscono in modo simile ad altri oggetti in ceramica e sono sensibili alle sollecitazioni meccaniche. Per questo motivo, durante l'avvolgimento, il montaggio e il funzionamento, non esporre Ferrite a colpi, urti o carichi di flessione o torsione improvvisi, che possono causare rottura o il danneggiamento. Se le ferriti sono incorporate in plastica, assicurarsi che ciò avvenga in modo elastico per evitare tensioni. Le tensioni meccaniche del componente influiscono anche sul valore AL del materiale e quindi sull'induttanza della disposizione complessiva

I danni possono essere causati anche da un raffreddamento brusco (spray freddo) o ultrasuoni per la pulizia. Anche l'aumento della temperatura, ad esempio durante il processo di saldatura, modifica le proprietà magnetiche dei ferriti. I valori ammessi si trovano nelle schede tecniche. I nuclei in ferrite disponibili in commercio sono conformi a RoHS.