¿Qué es un Núcleo de Ferrita?
Un núcleo de ferrita es un material magnético cerámico a base de hierro que se ha procesado en función de la aplicación.
El uso de ferrita como núcleo magnético bloquea las corrientes de alta frecuencia y, por tanto, es eficaz como supresor de ruidos. Las ferritas se dividen en diferentes sistemas según su composición, pero las ferritas de Ni-Zn se utilizan principalmente para el rechazo de ruidos.
Esto se debe a que el sistema Ni-Zn no requiere tratamiento de aislamiento y tiene unas excelentes características de alta frecuencia. El ruido puede eliminarse haciendo pasar el cable a través de un núcleo de ferrita en forma de anillo.
Usos de los Núcleos de Ferrita
Los núcleos de ferrita se utilizan para eliminar el ruido en equipos electrónicos. El efecto reductor de ruido de los núcleos de ferrita no sólo se limita al ruido que entra en el cable desde el exterior, sino que también puede eliminar el ruido generado por el lado del cable.
Los núcleos de ferrita son componentes de supresión de ruido sencillos y económicos, y se caracterizan por su fácil manejo. Por lo tanto, la supresión de ruido puede llevarse a cabo sin necesidad de modificar el diseño de las placas o los circuitos. Por lo tanto, pueden utilizarse como método experimental antes de finalizar las especificaciones finales, o como medida de supresión de ruido de emergencia.
Principio de los Núcleos de Ferrita
Hay dos principios fundamentales por los que los núcleos de ferrita pueden eliminar el ruido: en primer lugar, actúan como un filtro para cortar las altas frecuencias y eliminar el ruido causado por las corrientes de alta frecuencia.
Cuando la electricidad fluye por el orificio del núcleo de ferrita, el cable se convierte en un inductor y la impedancia del cable cambia en función de la magnetización del núcleo de ferrita. En ese momento, la impedancia aumenta en la banda de alta frecuencia, lo que permite atenuar las corrientes de alta frecuencia que son componentes de ruido.
En segundo lugar, las pérdidas por histéresis permiten disipar las corrientes de ruido en forma de energía térmica. Cuando un inductor está formado por un núcleo de ferrita y circula por él una corriente alterna, el campo magnético generado fluctúa en dirección y magnitud a lo largo del tiempo con una cierta periodicidad.
La magnetización del núcleo de ferrita que realiza un ciclo se denomina bucle de histéresis, y la pérdida de energía que se produce durante este proceso se denomina pérdida de histéresis.
Cómo seleccionar un Núcleo de Ferrita
A la hora de seleccionar un núcleo de ferrita, es importante tener en cuenta lo siguiente:
1. Reducir el Ruido en la Banda de Alta Frecuencia por Encima de 150 MHz como Guía
- Seleccione un núcleo de ferrita con un diámetro interior que se ajuste al cable y un diámetro exterior lo más grande y largo posible.
- Utilice el cable sin girarlo
- Se obtienen buenas características de impedancia debido al factor de forma del núcleo de ferrita
2. Cuando se utiliza para cortar el Ruido en Rangos de Frecuencia Inferiores a 150 MHz o como Supresor de Ruido para Cables en Equipos
- Seleccione un tipo con un diámetro interior grande y una longitud corta del núcleo de ferrita
- Utilizar con vueltas en el cable
- Adquirir buenas características de impedancia en función del número de espiras
Más Información sobre los Núcleos de Ferrita
1. Material del Núcleo de Ferrita
En los núcleos de ferrita se utilizan materiales magnéticos blandos, conocidos como ferritas blandas. Los óxidos de metales de transición como el níquel, el hierro, el zinc y el cobre son las principales materias primas. La composición de la ferrita blanda permite variar la permeabilidad magnética, por lo que la impedancia puede ajustarse en función de la proporción de la materia prima principal.
La impedancia tiene dos componentes: la reactancia y la resistencia. En los núcleos de ferrita para rechazo de ruido, la composición del material contiene una gran cantidad de componente de resistencia. Por lo tanto, el rechazo de ruido es más eficaz para disipar la energía de la corriente de ruido en forma de calor debido a las pérdidas por histéresis, en comparación con el efecto de un filtro que corta las altas frecuencias.
2. Rendimiento de Rechazo de Ruido de los Núcleos de Ferrita
El rendimiento de rechazo de ruido de un núcleo de ferrita se evalúa por su impedancia. La impedancia viene determinada por las propiedades del material, el factor de forma y el número de espiras.
Las propiedades del material vienen determinadas por la composición de la ferrita blanda. El factor de forma es el área de la sección transversal del núcleo de ferrita dividida por la longitud media de la trayectoria magnética. Por lo tanto, los núcleos de ferrita con una sección transversal grande y un diámetro interior pequeño suelen funcionar mejor. Para aumentar el rechazo del ruido, también es eficaz enrollar el cable varias veces alrededor del núcleo de ferrita.
Sin embargo, cuando un conductor se enrolla más de una vez, el principio y el final del enrollamiento están cerca el uno del otro, lo que crea una capacitancia parásita entre ellos. Esta capacitancia parásita reduce la eficacia de las contramedidas contra los componentes de alta frecuencia, por lo que es necesario enrollar el cable sin perder de vista la banda de frecuencia para la que se desea reducir el ruido.