Was ist ein Ferrit?
Ferrite ist eine Keramik auf der Basis von Eisenoxid, die als magnetisches Material verwendet wird. Als Keramik hat es einen höheren elektrischen Widerstand als metallische Magnetwerkstoffe und zeichnet sich durch eine hervorragende Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit aus.
Anwendungen von Ferrite
Ferrite wird hauptsächlich als Magnet verwendet und ist als Ferritemagnet bekannt. Da er kostengünstig ist und in großen Mengen hergestellt werden kann, sind seine Einsatzgebiete vielfältig und umfassen Haushaltsgeräte, Spielkonsolen und Computer.
Sie werden auch als Kern von Transformatoren und als Material zur Abschirmung elektromagnetischer Wellen in schalltoten Boxen und schalltoten Räumen verwendet. Ferritepartikel werden auch als Träger für Toner in Laserdruckern und anderen Anwendungen verwendet, sodass Ferrite ein magnetisches Material ist, das unser tägliches Leben durchdringt.
Arten von Ferrite
Es gibt drei Arten von Ferriten:
1. Spinell Ferrite
Spinell Ferrite ist ein Ferrite, dessen Hauptbestandteil Fe2O4 ist. Da sein Hauptbestandteil Eisenoxid ist, musste er in der Vergangenheit bei Temperaturen von 800 °C oder höher wärmebehandelt werden, um ihn herzustellen.
In den letzten Jahren ist es durch Reaktionen in alkalischen Lösungen möglich geworden, es bei Temperaturen von nur 100 °C herzustellen. Bei den Ferrite vom Spinell-Typ handelt es sich um weiche Ferrite, die in Verbindung mit Zusätzen wie Mangan, Kobalt, Nickel, Kupfer und Zink weichmagnetische Eigenschaften aufweisen.
2. Hexagonaler Ferrite
Hexagonale Ferrite sind Ferrite mit der chemischen Formel M-Fe12O19 (wobei M für Ba, Sr, Pb, usw. steht). Es handelt sich um einen harten Ferrite, der bei Zugabe von Barium oder Strontium einen harten Magnetismus aufweist.
3. Ferrite vom Granattyp
Der Ferrite vom Granattyp ist ein Ferrite mit der gleichen Kristallstruktur wie der natürliche Granatapfelstein und hat eine Struktur mit der chemischen Formel Mg3Al2Si3O12. Granat-Ferrite sind Weichferrite, die die gleichen weichmagnetischen Eigenschaften wie Spinell Ferrite aufweisen.
Weitere Informationen zu Ferrite
1. Eigenschaften
Hartferrite
Hartferrite sind Ferrite mit ferromagnetischen Eigenschaften, die bei Anlegen eines starken Magnetfeldes magnetisch werden und magnetisch bleiben.
Weichferrite
Weichferrite sind Ferrite mit ferromagnetischen Eigenschaften, die bei Anlegen eines Magnetfeldes magnetisch werden und bei Wegnahme des Feldes nicht mehr magnetisch sind. Sie zeichnen sich durch ihre hohe Permeabilität aus und werden in den Kernen von Spulen und Transformatoren verwendet.
2. Wie Ferrite das Rauschen reduzieren
Ferrite werden auch als rauschmindernde Bauteile eingesetzt. EMI (Elektromagnetische Interferenz) ist zum Beispiel ein großes Problem bei Hochgeschwindigkeitskommunikationssignalen wie USB usw. EMI (Elektromagnetische Interferenz) ist nicht auf Kommunikationsleitungen beschränkt, sondern bezieht sich auf unerwünschte elektromagnetische Störungen, die von elektrischen Geräten ausgehen.
Bei der EMI-Zertifizierung und Qualitätssicherung werden elektrische Geräte in die Klassen A und B eingeteilt. Für jedes Produkt sind geeignete EMI-Gegenmaßnahmen erforderlich. Normalerweise werden EMI-Gegenmaßnahmen zum Zeitpunkt des Entwurfs von Schaltungen und Mustern getroffen, aber Ferrite können auch in späteren Phasen des Entwurfs und bei begrenzter Entwicklungszeit eingesetzt werden.
Durch das Umwickeln des störenden Kabelbaums mit Ferrite ändert sich die Impedanz des Kabels entsprechend der Magnetisierung des Ferrites, wodurch der Rauschstrom reduziert wird. Die Verringerung des Rauschstroms bedeutet jedoch, dass die hochfrequenten Komponenten reduziert werden. Mit anderen Worten: Der Ferrite funktioniert wie ein einfacher Tiefpassfilter.
Es ist zu beachten, dass die Verringerung der Hochfrequenzkomponente zu einer Verzerrung des Signals führen kann, was eine Akzentuierung der Wellenform und folglich eine Verschlechterung der Signalqualität zur Folge haben kann. Die Rauschunterdrückungseigenschaften von Ferrite werden durch ihre Impedanz bestimmt, die je nach Ferritematerial, Größe und Windungszahl variiert.
Bei gleichem Ferrite Material und gleicher Größe steigt die Impedanz im Allgemeinen mit der Anzahl der Windungen N im Kabelbaum. Die Erhöhung der Impedanz führt zu einem stärkeren Rauschschutz, aber die Anzahl der Windungen sollte entsprechend dem zu behandelnden Frequenzband gewählt werden.
Auch die Querschnittsfläche wirkt sich auf die Impedanz aus, und in der Regel hat ein Ferrite mit einem kleineren Innendurchmesser und einem größeren Außendurchmesser eine höhere Impedanz. Eine breite Palette von Ferrite ist als Hochfrequenz-Gegenmaßnahmekomponenten erhältlich. Es ist wichtig, die Eigenschaften jedes einzelnen Ferrites zu kennen und einen Ferrite mit den geeigneten Eigenschaften für das Frequenzband, dem entgegengewirkt werden soll, zu verwenden.