¿Qué es la Ferrita?
La ferrita es una cerámica a base de óxido de hierro que se utiliza como material magnético. Como cerámica, tiene mayor resistencia eléctrica que los materiales magnéticos metálicos y se caracteriza por una excelente resistencia química y a la corrosión.
Usos de la Ferrita
La ferrita se utiliza principalmente como imán y se conoce como imán de ferrita. Como es barata y puede producirse en grandes cantidades, sus campos de uso son diversos, como electrodomésticos, videoconsolas y ordenadores.
También se utilizan como núcleo de transformadores y como material para bloquear ondas electromagnéticas en cajas anecoicas y cámaras anecoicas. Las partículas de ferrita también se utilizan como portadoras de tóner en impresoras láser y otras aplicaciones, lo que convierte a la ferrita en un material magnético que impregna nuestra vida cotidiana.
Tipos de Ferritas
Existen tres tipos de ferritas:
1. Ferritas de Tipo Espinela
La ferrita tipo espinela es una ferrita cuyo componente principal es el Fe2O4. En el pasado, como su componente principal era el óxido de hierro, había que tratarla térmicamente a temperaturas de 800°C o superiores para producirla.
En los últimos años, las reacciones en soluciones alcalinas han permitido producirla a temperaturas tan bajas como 100°C. Las ferritas de tipo espinela son ferritas blandas que 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 (donde M es Ba, Sr, Pb, etc.). Se trata de ferritas duras que presentan magnetismo duro cuando se les añade bario o estroncio.
3. Ferritas Tipo Granate
La ferrita tipo granate es una ferrita con el mismo tipo de estructura cristalina que la piedra de granada natural y tiene una estructura representada por la fórmula química Mg3Al2Si3O12. Las ferritas tipo granate son ferritas blandas que presentan las mismas propiedades magnéticas blandas que las ferritas tipo espinela.
Más Datos sobre las Ferritas
1. Propiedades de las Ferritas
Ferritas duras
Las ferritas duras son ferritas con propiedades ferromagnéticas que se vuelven magnéticas una vez que se aplica un campo magnético fuerte y permanecen magnéticas.
Ferritas blandas
Las ferritas blandas son ferritas blandas que desarrollan magnetización cuando se aplica un campo magnético y dejan de ser magnéticas cuando se retira el campo. Se caracteriza por su alta permeabilidad y se utiliza en los núcleos de bobinas y transformadores.
2. Cómo Reducen el Ruido las Ferritas
Las ferritas también se utilizan como componentes reductores de 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. Se requieren contramedidas EMI apropiadas para cada producto. Normalmente, las contramedidas EMI se toman en el momento del diseño del circuito y del patrón, pero las Ferritas pueden utilizarse en las fases posteriores del diseño y cuando el tiempo de desarrollo es limitado.
Al envolver el arnés generador de ruido con la ferrita, la impedancia del cable cambia en función de la magnetización de la ferrita, con lo que se reduce la corriente de ruido. Sin embargo, reducir la corriente de ruido implica reducir los componentes de alta frecuencia. En otras palabras, la ferrita funciona como un simple filtro de paso bajo.
Hay que tener en cuenta que la reducción del componente de alta frecuencia puede provocar una distorsión de la señal, lo que puede causar una acentuación de la forma de onda y, en consecuencia, un deterioro de la calidad de la señal. Las propiedades de reducción de ruido de las ferritas vienen determinadas por su impedancia, que varía en función del material de ferrita, el tamaño y el número de espiras.
Si el material de las ferritas es el mismo y se utiliza el mismo tamaño, la impedancia generalmente aumenta con el número de vueltas N en el arnés. El aumento de la impedancia se traduce en una mayor protección contra el ruido, pero el número de espiras debe seleccionarse en función de la banda de frecuencias que se vaya a tratar.
El área de la sección transversal también afecta a la impedancia y, por regla general, una ferrita con un diámetro interior menor y un diámetro exterior mayor tiene 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 una ferrita con las características adecuadas para la banda de frecuencias que se desea contrarrestar.