¿Qué son las Ferritas?
La ferrita es una cerámica compuesta principalmente por óxido de hierro que se utiliza como material magnético.
Al ser cerámica, su resistencia eléctrica es mayor que la de los materiales magnéticos metálicos y se caracteriza por una excelente resistencia química y a la corrosión.
Usos de las Ferritas
Las ferritas se utilizan principalmente como imán, llamado imán de ferrita. Como es barato y se puede producir en serie, sus campos de uso son diversos, incluidos electrodomésticos, consolas de videojuegos y ordenadores personales.
Las ferritas también se utilizan como núcleo de transformadores y como material para bloquear las ondas electromagnéticas en cajas anecoicas y cámaras anecoicas de ondas de radio. Las partículas de ferrita también se utilizan como soportes para transportar tóner en impresoras láser, etc. Las ferritas son un material magnético que impregna nuestra vida cotidiana.
Tipos de Ferritas
Existen tres tipos de ferritas:
1. Ferritas de Tipo Espinela
Las ferritas de tipo espinela son ferritas cuyo componente principal es el Fe2O4. En el pasado (debido a que su componente principal era el óxido de hierro) había que someterlas a un tratamiento térmico a una temperatura de 800°C o superior para producirlas.
En los últimos años, ha sido posible producirla a temperaturas tan bajas como 100°C llevando a cabo la reacción en una solución alcalina. Las ferritas de tipo espinela presentan propiedades magnéticas blandas cuando se mezclan con aditivos como manganeso, cobalto, níquel, cobre y zinc.
2. Ferritas Hexagonales
Las ferritas hexagonales son ferritas con la fórmula química M-Fe12O19 (M: Ba, Sr, Pb, etc.). Son ferritas duras que presentan un magnetismo complejo cuando se les añade bario o estroncio.
3. Ferritas de Tipo Granate
Las ferritas de tipo granate son ferritas con el mismo tipo de estructura cristalina que la piedra de granada natural y tiene la fórmula química Mg3Al2Si3O12. Las ferritas tipo granate son ferritas blandas que presentan las mismas propiedades magnéticas suaves que las ferritas tipo espinela.
Otra Información sobre las Ferritas
1. Propiedades de las Ferritas
Ferritas duras: Las ferritas duras tienen propiedades ferromagnéticas que se magnetizan cuando se aplica un campo magnético fuerte y dejan de ser magnéticas cuando se retira el campo.
Ferritas blandas: Las ferritas blandas tienen propiedades magnéticas débiles que desarrollan magnetización cuando se aplica un campo magnético y dejan de ser magnéticas cuando se retira el campo. Se caracterizan por su alta permeabilidad magnética y se utilizan en los núcleos de bobinas y transformadores.
2. Mecanismo de Reducción del Ruido Mediante Ferritas
Las ferritas también se utilizan como componente reductor del ruido. Por ejemplo, la EMI (Interfaz Electromagnética) es un problema importante en las señales de comunicación de alta velocidad, como USB, etc. La EMI (Interferencia Electromagnética) no se limita a las líneas de comunicación, sino que se refiere al ruido electromagnético no deseado emitido por los equipos eléctricos.
En términos de certificación EMI y garantía de calidad, los equipos eléctricos se clasifican como Clase A o Clase B, y se requieren contramedidas EMI apropiadas para cada producto. Por lo general, las contramedidas EMI se toman en el momento del diseño de circuitos y patrones, pero las ferritas pueden utilizarse en las fases posteriores del diseño y cuando el tiempo de desarrollo es limitado.
Al envolver con ferritas el arnés generador de ruido, la impedancia del cable cambia en función de la magnetización de las ferritas y, como resultado, se puede reducir la corriente de ruido. Sin embargo, reducir la corriente de ruido significa que se reducen los componentes de alta frecuencia. En otras palabras, las ferritas funcionan como un simple filtro de paso bajo.
Por lo tanto, es esencial tener en cuenta que la reducción de los componentes de alta frecuencia conduce a la distorsión de la señal, lo que puede causar la acentuación de la forma de onda y, finalmente, la degradación de la calidad de la señal. Las características de reducción de ruido de las ferritas vienen determinadas por su impedancia, que varía en función del material de las ferritas, el tamaño y el número de vueltas.
Cuando el material de las ferritas es el mismo y se utiliza el tamaño exacto, la impedancia generalmente aumenta con el número de vueltas N en el arnés. Aunque el aumento de la impedancia se traduce en una supresión del ruido más potente, el número de espiras debe seleccionarse en función de la banda de frecuencias que se desea suprimir.
El área de la sección transversal también afecta a la impedancia y, por regla general, las ferritas con un diámetro interior menor y un diámetro exterior mayor tienen una impedancia mayor. Existe una amplia gama de ferritas como componentes de contramedidas de alta frecuencia. Es importante conocer las características de cada una y utilizar ferritas con las características adecuadas para la banda de frecuencias que se desea contrarrestar.