Was sind Ferrite?
Ferrite sind eine Klasse von Verbindungen aus oxidiertem Eisen und anderen Metallen in einem spröden Keramikzustand. Sie sind polykristallin, dh sie bestehen aus großen Mengen winziger Kristalle und weisen starke magnetische Eigenschaften auf. Ferrite werden häufig zur Unterdrückung von elektromagnetischen Störungen (EMI) und Hochfrequenzstörungen (RF) in elektrischen Schaltkreisen verwendet, wo sie häufig als magnetische Isolatoren bezeichnet werden.
Es gibt zwei allgemeine Kategorien für die Zusammensetzung von Ferriten. Weichferritverbindungen sind eine Mischung aus Eisen und Leichtmetallen wie Nickel, Aluminium oder Mangan, wo sie in elektrischen Transformatoren und anderen Geräten verwendet werden, bei denen es erforderlich ist, dass sich das Magnetfeld leicht umkehren lässt. Hartferritverbindungen bestehen aus Eisen und härteren Metallen wie Kobalt, Barium und Strontium. Bariumferritverbindungen werden als magnetische Isolatoren verwendet und dort, wo Permanentmagnete für Verbraucheranwendungen erforderlich sind, wie z. B. magnetische Türverriegelungen.
Die Verwendung von Ferritmaterial ist weit verbreitet, da sie einfach und kostengünstig herzustellen sind. Ihre Hauptattraktion besteht darin, dass sie im Vergleich zu den kleinen Magnetisierungskräften, die auf sie einwirken, große magnetische Flussdichten aufweisen. Ihre häufige Verwendung führt zu verschiedenen Handelsnamen für verschiedene Anwendungen, wobei Ferrite mit EMI-Unterdrückung aufgrund des klumpenartigen Erscheinungsbilds, das sie beim Anbringen an elektrischen Kabeln haben können, häufig als Zauberperlen bezeichnet werden.
Bei der Unterdrückung von Hochfrequenz- und Umgebungssignalen sind Ferrite bei Bandbreiten über 100 Megahertz am effektivsten. Dort ersetzen sie Entkopplungskondensatoren, die bei der Rauschfilterung über 75 Megahertz Probleme mit der Schaltkreisresonanz aufweisen. Sie können so ausgelegt werden, dass auch niedrige Frequenzen unter 10 Megahertz behindert werden. Dies macht Ferrite sowohl als Wechselstrom- (AC) als auch Gleichstrom-Rauschfilter nützlich.
Ferritkerne sind so dick und lang wie es für die Verkabelung oder das Gerät, in das sie eingebaut sind, praktisch ist. Dies erfordert, dass sie bei der Verwendung an elektrischen Kabeln in Kunststoff- oder Schrumpfschläuchen eingeschlossen sind, die verhindern, dass sie aufgrund ihrer zerbrechlichen Keramikbeschaffenheit unter Spannung zerfallen. Die zur EMI-Unterdrückung verwendeten Ferrite sind tendenziell auch harter Natur, wodurch sie anfälliger für Brüche sind als ihre weichen Gegenstücke. Ein Ferritkern wird häufig zur Abschirmung von 100 Base-T-Kabeln verwendet, die in Computernetzwerken verwendet werden und bei Installation und Wartung starken Erschütterungen ausgesetzt sein können. Geringe Schäden an einem Ferritschild beeinträchtigen jedoch nicht dessen Fähigkeit, Rauschen herauszufiltern.