Cosa sono i ferriti?

Le ferriti sono una classe di composti composti da ferro ossidato e altri metalli in uno stato ceramico fragile. Sono policristallini, nel senso che sono composti da grandi quantità di minuscoli cristalli e presentano forti proprietà magnetiche. Un uso comune delle ferriti è la soppressione delle interferenze elettromagnetiche (EMI) e delle interferenze in radiofrequenza (RF) nei circuiti elettrici, dove vengono spesso definiti isolanti magnetici.

Esistono due categorie generali per la composizione dei ferriti. I composti di ferrite morbida sono una miscela di ferro e metalli leggeri come nichel, alluminio o manganese, dove vengono utilizzati nei trasformatori elettrici e in altri dispositivi che richiedono la possibilità di invertire facilmente il campo magnetico. I composti di ferrite dura sono composti da ferro e metalli più duri, come cobalto, bario e stronzio. I composti di ferrite di bario sono utilizzati come isolanti magnetici e dove sono richiesti magneti permanenti in applicazioni di consumo, come i fermi magnetici delle porte.

L'uso del materiale in ferrite è molto diffuso, poiché sono facili ed economici da fabbricare. La loro principale attrazione è che dimostrano grandi densità di flusso magnetico rispetto alle piccole forze magnetizzanti applicate ad esse. Il loro uso frequente porta a vari nomi commerciali per diverse applicazioni, con ferriti di soppressione EMI spesso chiamati perline magiche, a causa dell'aspetto simile a un grumo che possono avere quando collegati a cavi elettrici.

Nella soppressione dei segnali elettrici ambientali e RF, le ferriti sono più efficaci a livelli di larghezza di banda superiori a 100 megahertz, dove sostituiscono i condensatori di disaccoppiamento che iniziano a presentare problemi di risonanza dei circuiti nel filtraggio del rumore sopra 75 megahertz. Possono essere progettati per impedire anche basse frequenze inferiori a 10 megahertz. Ciò rende le ferriti utili sia come filtri di rumore a corrente alternata (AC) che a corrente continua (DC).

I nuclei di ferrite sono progettati per essere spessi e lunghi quanto è pratico per il cablaggio o il dispositivo in cui sono integrati. Ciò richiede che, quando utilizzati su cavi elettrici, siano racchiusi in tubi di plastica o termorestringenti che impediscono loro di rompersi sotto stress a causa della loro fragile natura ceramica. Le ferriti utilizzate per la soppressione dell'IME tendono anche ad essere di tipo duro, il che le rende più soggette a rotture rispetto alle loro controparti molli. Un nucleo di ferrite viene spesso impiegato per schermare i cavi 100 Base-T utilizzati nelle reti di computer, che possono essere soggetti a una notevole quantità di shock durante l'installazione e la manutenzione. Piccole quantità di danni a uno scudo di ferrite, tuttavia, non degraderanno la sua capacità di filtrare il rumore.