Co to są ferryty?
Ferryty to klasa związków złożonych z utlenionego żelaza i innych metali w stanie kruchej ceramiki. Są polikrystaliczne, co oznacza, że składają się z dużych ilości drobnych kryształów i wykazują silne właściwości magnetyczne. Powszechnym zastosowaniem ferrytów jest tłumienie zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) i zakłóceń o częstotliwości radiowej (RF) w obwodach elektrycznych, gdzie często są one nazywane izolatorami magnetycznymi.
Istnieją dwie ogólne kategorie składu ferrytów. Miękkie związki ferrytu są mieszaniną żelaza i lekkich metali, takich jak nikiel, aluminium lub mangan, gdzie są stosowane w transformatorach elektrycznych i innych urządzeniach, które wymagają łatwej zamiany pola magnetycznego. Twarde związki ferrytu składają się z żelaza i twardszych metali, takich jak kobalt, bar i stront. Związki ferrytowe baru mają zastosowanie jako izolatory magnetyczne i gdzie w zastosowaniach konsumenckich wymagane są magnesy trwałe, takie jak magnetyczne zamki do drzwi.
Zastosowanie materiałów ferrytowych jest powszechne, ponieważ są one łatwe i niedrogie w produkcji. Ich główną atrakcją jest to, że wykazują duże gęstości strumienia magnetycznego w porównaniu z niewielkimi działającymi na nie siłami magnesującymi. Ich częste stosowanie prowadzi do różnych nazw handlowych do różnych zastosowań, a ferryty tłumiące zakłócenia elektromagnetyczne są często nazywane magicznymi koralikami, ze względu na podobny do grudek wygląd, jaki mogą mieć po podłączeniu do przewodów elektrycznych.
W tłumieniu sygnałów elektrycznych RF i otoczenia ferryty są najbardziej skuteczne na poziomach pasma powyżej 100 megaherców, gdzie zastępują kondensatory odsprzęgające, które zaczynają wykazywać problemy z rezonansem obwodu w filtrowaniu szumów powyżej 75 megaherców. Można je również zaprojektować tak, aby tłumiły niskie częstotliwości poniżej 10 megaherców. To sprawia, że ferryty są przydatne zarówno jako filtry szumu na prąd przemienny (AC), jak i na prąd stały (DC).
Rdzenie ferrytowe są tak grube i długie, że jest to praktyczne dla okablowania lub urządzenia, w którym są wbudowane. Wymaga to, aby zastosowane na kablu elektrycznym były zamknięte w plastikowej lub termokurczliwej rurce, która zapobiega ich pękaniu pod wpływem naprężeń z powodu ich delikatnej ceramiki. Ferryty stosowane do tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych są również typu twardego, co czyni je bardziej podatnymi na pękanie niż ich miękkie odpowiedniki. Rdzeń ferrytowy jest często stosowany do ekranowania okablowania 100 Base-T stosowanego w sieciach komputerowych, które mogą podlegać znacznym wstrząsom podczas instalacji i konserwacji. Niewielkie uszkodzenia tarczy ferrytowej nie zmniejszą jednak jej zdolności do odfiltrowywania hałasu.