Anelli in ferrite dove e quando
Perlina di ferrite
La sezione principale di questo articolo potrebbe essere troppo breve per riassumere adeguatamente i punti chiave. Si prega di considerare di espandere il lead per fornire una panoramica accessibile di tutti gli aspetti importanti dell’articolo. (Giugno 2020)
Una perlina di ferrite (nota anche come blocco di ferrite, nucleo di ferrite, anello di ferrite, filtro EMI o bobina di ferrite[1][2]) è un tipo di bobina che sopprime il rumore elettronico ad alta frequenza nei circuiti elettronici.
Le perle di ferrite impediscono le interferenze elettromagnetiche (EMI) in due direzioni: da un dispositivo o verso un dispositivo.[1] Un cavo conduttivo funge da antenna – se il dispositivo produce energia a radiofrequenza, questa può essere trasmessa attraverso il cavo, che funge da radiatore involontario. In questo caso il tallone è necessario per la conformità normativa, per ridurre l’EMI. Al contrario, se ci sono altre fonti di EMI, come gli elettrodomestici, il bead impedisce al cavo di agire come un’antenna e ricevere interferenze da questi altri dispositivi. Questo è particolarmente comune sui cavi dati e sulle apparecchiature mediche.[1]
Anello di ferrite sul cavo di alimentazione
A volte vorrei poter vedere le onde elettromagnetiche. Renderebbe il rilevamento delle EMI molto più facile. Invece di dover pasticciare con complicate configurazioni e analizzatori di segnale, potrei semplicemente guardare e vedere di cosa si tratta. Anche se non siamo in grado di vedere le EMI, a volte possiamo sentirle quando passano attraverso i circuiti audio. Una possibile soluzione per questo tipo di interferenza è una perlina di ferrite.
Sfortunatamente, le perle di ferrite (chiamate anche bobina di ferrite, morsetto di ferrite, collare di ferrite, perlina di filtro EMI, o anche filtro ad anello di ferrite) possono essere un po’ un mistero. La funzione del nucleo in ferrite assomiglia a quella di un induttore, ma la risposta in frequenza della ferrite si discosta da questa funzionalità alle alte frequenze. Inoltre, diversi tipi di perline, come perline di ferrite avvolte a filo e perline di ferrite a chip, forniscono risposte diverse alla riduzione del rumore. Per esempio, i grani di ferrite avvolti a filo funzionano su un’ampia gamma di frequenze ma offrono meno resistenza nelle configurazioni a corrente continua. Per usarli correttamente, avrete bisogno di capire le loro caratteristiche elettromagnetiche e come cambiano durante l’uso. Dopo aver capito la teoria che sta dietro l’uso delle perle di ferrite, potete deliberatamente selezionarne una per il vostro circuito. Se non lo fai, potresti finire per causare più problemi di quanti ne risolvi.
Come selezionare le perle di ferrite
Una ferrite è un materiale ceramico ottenuto mescolando e cuocendo grandi proporzioni di ossido di ferro (III) (Fe2O3, ruggine) mescolato con piccole proporzioni di uno o più elementi metallici aggiuntivi, come stronzio, bario, manganese, nichel e zinco.[1] Sono ferrimagnetici, il che significa che possono essere magnetizzati o attratti da un magnete. A differenza di altri materiali ferromagnetici, la maggior parte delle ferriti non sono elettricamente conduttive, rendendole utili in applicazioni come i nuclei magnetici per trasformatori per sopprimere le correnti parassite.[2] Le ferriti possono essere divise in due famiglie in base alla loro resistenza ad essere smagnetizzate (coercitività magnetica).
Le ferriti morbide hanno una bassa coercitività, quindi cambiano facilmente la loro magnetizzazione e agiscono come conduttori di campi magnetici. Sono usate nell’industria elettronica per fare efficienti nuclei magnetici chiamati nuclei di ferrite per induttori ad alta frequenza, trasformatori e antenne, e in vari componenti a microonde.
I composti di ferrite sono estremamente economici, essendo fatti principalmente di ossido di ferro, e hanno un’eccellente resistenza alla corrosione. Yogoro Kato e Takeshi Takei del Tokyo Institute of Technology sintetizzarono i primi composti di ferrite nel 1930.[3]
Calcolatrice del filtro a perline di ferrite
Sembra che tu abbia una disposizione di bobina di modo comune, quindi è vitale che tutti i fili passino attraverso ogni nucleo lo stesso numero di giri. Far passare (diciamo) un filo attraverso ogni nucleo sarebbe un uso molto meno efficace dei nuclei.
Se si fanno passare più fili attraverso la stessa ferrite ci potrebbe essere un’ulteriore diafonia tra i cavi (i cavi sono più vicini tra loro e ottengono un accoppiamento induttivo più forte) rispetto a far passare un filo attraverso una ferrite tre volte. Con una singola ferrite, il campo magnetico intorno al filo si accoppia meglio alla ferrite.
Penserei che le differenze non sarebbero così tanto e molto probabilmente entro il 10% l’uno dell’altro, ma non c’è un buon modo per saperlo senza test o fare alcuni complessi calcoli a mano con tutte le dimensioni del filo e le proprietà del materiale della ferrite.
