Miez de ferită - Ferrite core

Acest articol este despre miezurile transformatoarelor. Pentru tehnologia de memorie a computerului, consultați Memoria de bază din ferită .
Image
Mai multe miezuri de ferită

În electronică , un miez de ferită este un tip de miez magnetic realizat din ferită pe care se formează înfășurările transformatoarelor electrice și a altor componente înfășurate, cum ar fi inductoarele . Este folosit pentru proprietățile sale de permeabilitate magnetică ridicată, cuplate cu conductivitate electrică scăzută (care ajută la prevenirea curenților turbionari ). Datorită pierderilor lor relativ scăzute la frecvențe ridicate, acestea sunt utilizate pe scară largă în nucleele transformatoarelor și inductoarelor RF în aplicații cum ar fi sursele de alimentare în modul comutat și antenele cu buclă de ferită pentru receptoarele radio AM .

Ferite

Feritele sunt compuși ceramici ai metalelor de tranziție cu oxigenul , care sunt ferimagnetici, dar neconductivi. Feritele utilizate în transformatoare sau miezuri electromagnetice conțin oxizi de fier combinate cu compuși de nichel , zinc și / sau mangan . Au o coercitivitate scăzută și sunt numite „ ferite moi ” pentru a le deosebi de „ ferite dure ”, care au o coercitivitate ridicată și sunt folosite la fabricarea magneților de ferită . Coercitivitatea scăzută înseamnă că magnetizarea materialului poate inversa cu ușurință direcția în timp ce disipează foarte puțină energie ( pierderi de histerezis ), în același timp rezistivitatea ridicată a materialului previne curenții turbionari din miez, o altă sursă de pierdere de energie. Cele mai frecvente ferite moi sunt:

  • Ferită mangan-zinc ( MnZn , cu formula Mn a Zn (1 − a) Fe 2 O 4 ). MnZn are permeabilitate și niveluri de saturație mai mari decât NiZn.
  • Ferită nichel-zinc ( NiZn , cu formula Ni a Zn (1 − a) Fe 2 O 4 ). Feritele NiZn prezintă o rezistivitate mai mare decât MnZn și, prin urmare, sunt mai potrivite pentru frecvențe peste 1 MHz.

Pentru aplicații sub 5 MHz, se utilizează ferite MnZn; mai presus de aceasta, NiZn este alegerea obișnuită. Excepția este cu inductoarele de mod comun , unde pragul ales este de 70 MHz.

Deoarece orice amestec dat are o schimbare de frecvență maximă utilizabilă, comparativ cu o valoare mu mai mare, în fiecare dintre aceste subgrupuri producătorii produc o gamă largă de materiale pentru diferite aplicații amestecate pentru a da fie o inductanță inițială ridicată (frecvență joasă), fie mai mică inductanță și frecvență maximă mai mare sau pentru ferite de suprimare a interferențelor, un interval de frecvență foarte larg, dar adesea cu un factor de pierdere foarte mare ( Q scăzut ).

Este important să selectați materialul potrivit pentru aplicație, deoarece ferita corectă pentru o sursă de comutare de 100 kHz (inductanță ridicată, pierderi reduse, frecvență joasă) este destul de diferită de cea pentru un transformator RF sau o antenă cu tijă de ferită (frecvență înaltă, pierdere mică, dar inductanță mai mică) și diferită din nou de o ferită de supresie (pierderi mari, bandă largă)

Aplicații

Există două aplicații largi pentru miezurile de ferită care diferă în ceea ce privește dimensiunea și frecvența de funcționare: transformatoarele de semnal, care sunt de dimensiuni mici și frecvențe mai mari, și transformatoarele de putere, care sunt de dimensiuni mari și frecvențe mai mici. Miezurile pot fi, de asemenea, clasificate după formă, cum ar fi miezurile toroidale , miezurile învelișului sau miezurile cilindrice.

Miezurile de ferită utilizate pentru transformatoarele de putere funcționează în domeniul frecvenței joase (de la 1 la 200 kHz, de obicei) și au dimensiuni destul de mari, pot fi toroidale, înveliș sau au forma literelor „C”, „D” sau „E” . Acestea sunt utile în toate tipurile de dispozitive de comutare electronice - în special sursele de alimentare de la 1 W la 1000 W, maximum, deoarece aplicațiile mai puternice sunt, de obicei, în afara gamei de miez feritic unic și necesită miezuri de laminare orientate către granule.

Miezurile de ferită utilizate pentru semnale au o gamă largă de aplicații de la 1 kHz la mulți MHz, poate chiar până la 300 MHz și și-au găsit aplicația principală în electronică, cum ar fi radiourile AM și etichetele RFID .

Antenă cu tijă de ferită

Vezi și: Antena buclă § Ferită
Image
Antena Loopstick de la un radio AM având două înfășurări, una pentru unda lungă și una pentru recepția cu undă medie (difuzare AM). De obicei, 10 cm lungime, aceste antene buclă sunt de obicei ascunse în interiorul receptorului radio.

Antenele cu tijă de ferită (sau antene) sunt un tip de antenă cu buclă magnetică mică ( SML ) foarte frecventă în radiourile cu tranzistoare cu bandă de transmisie AM , deși au început să fie utilizate în radiourile cu tuburi de vid („supapă”) în anii 1950. Ele sunt, de asemenea, utile la receptoarele cu frecvență foarte joasă (VLF) și uneori pot da rezultate bune la majoritatea frecvențelor cu unde scurte (presupunând că se utilizează o ferită adecvată). Acestea constau dintr-o bobină de sârmă înfășurată în jurul unui miez al tijei de ferită (de obicei cu câțiva centimetri mai lungă decât bobina, dar uneori lungă de peste 3 picioare). Acest nucleu „concentrează” efectiv câmpul magnetic al undelor radio pentru a da un semnal mai puternic decât ar putea fi obținut de o antenă de buclă de miez de aer de dimensiuni comparabile, deși încă nu este la fel de puternic ca semnalul care ar putea fi obținut cu o antenă bună de sârmă în aer liber. .

Alte nume includ antena cu buclă , ferodă și antenă cu tijă de ferită . „ Ferroceptor ” este o denumire alternativă mai veche pentru o antenă de tijă de ferită, utilizată în special de Philips, unde miezul de ferită ar fi numit tijă „ Ferroxcube ” (un nume de marcă dobândit de Yageo de la Philips în anul 2000). Termenii scurți tijă de ferită sau „buclă-stick” se referă uneori la combinația bobină-plus-ferită care ia locul atât al unei antene externe, cât și al primului circuit acordat al radioului, sau doar al miezului de ferită în sine (tija cilindrică sau ferita plană dală).

Vezi si

Referințe