Ферритовый сердечник - Ferrite core
В электронике , А Ферритовый сердечник представляет собой тип магнитного сердечника , изготовленного из феррита , на котором обмотки электрических трансформаторов и других компонентов , таких как раны индукторов образуются. Он используется из-за его свойств высокой магнитной проницаемости в сочетании с низкой электропроводностью (что помогает предотвратить вихревые токи ). Из-за их сравнительно низких потерь на высоких частотах они широко используются в сердечниках радиочастотных трансформаторов и катушек индуктивности в таких приложениях, как импульсные источники питания и ферритовые рамочные антенны для радиоприемников AM .
Ферриты
Ферриты представляют собой керамические соединения переходных металлов с кислородом , которые являются ферримагнитными, но непроводящими. Ферриты, которые используются в трансформаторах или электромагнитных сердечниках, содержат оксиды железа в сочетании с соединениями никеля , цинка и / или марганца . Они имеют низкую коэрцитивную силу и называются « мягкими ферритами », чтобы отличить их от « твердых ферритов », которые имеют высокую коэрцитивную силу и используются для изготовления ферритовых магнитов . Низкая коэрцитивная сила означает, что намагничивание материала может легко изменить направление, рассеивая при этом очень небольшую энергию ( гистерезисные потери ), в то же время высокое удельное сопротивление материала предотвращает появление вихревых токов в сердечнике, еще одного источника потерь энергии. Наиболее распространенные мягкие ферриты:
- Феррит марганец-цинк ( MnZn , с формулой Mn a Zn (1-a) Fe 2 O 4 ). MnZn имеет более высокие уровни проницаемости и насыщения, чем NiZn.
- Никель-цинковый феррит ( NiZn , с формулой Ni a Zn (1-a) Fe 2 O 4 ). Ферриты NiZn обладают более высоким удельным сопротивлением, чем MnZn, и поэтому более подходят для частот выше 1 МГц.
Для приложений ниже 5 МГц используются ферриты MnZn; кроме того, обычно используется NiZn. Исключение составляют синфазные катушки индуктивности , где порог выбора составляет 70 МГц.
Поскольку любая данная смесь имеет компромисс между максимальной используемой частотой по сравнению с более высоким значением mu, в каждой из этих подгрупп производители производят широкий спектр материалов для различных применений, смешанных, чтобы обеспечить либо высокую начальную (низкочастотную) индуктивность, либо более низкую. индуктивность и более высокая максимальная частота или для ферритов для подавления помех - очень широкий частотный диапазон, но часто с очень высоким коэффициентом потерь (низкая добротность ).
Важно выбрать правильный материал для применения, так как правильный феррит для импульсного источника питания 100 кГц (высокая индуктивность, низкие потери, низкая частота) сильно отличается от феррита для ВЧ трансформатора или ферритовой стержневой антенны (высокая частота, низкие потери, но меньшая индуктивность) и снова отличается от подавляющего феррита (высокие потери, широкополосный)
Приложения
Существует два основных применения ферритовых сердечников, которые различаются по размеру и частоте работы: сигнальные трансформаторы, которые имеют небольшой размер и более высокие частоты, и силовые трансформаторы, которые имеют большие размеры и более низкие частоты. Сердечники также можно классифицировать по форме, например, тороидальные сердечники, сердечники оболочки или цилиндрические сердечники.
Ферритовые сердечники, используемые для силовых трансформаторов, работают в низкочастотном диапазоне (обычно от 1 до 200 кГц) и имеют довольно большие размеры, могут быть тороидальными, оболочковыми или иметь форму букв «C», «D» или «E». . Они полезны во всех типах электронных коммутационных устройств - особенно в источниках питания от 1 до 1000 Вт максимум, поскольку более мощные приложения обычно выходят за пределы диапазона ферритных одиночных сердечников и требуют сердечников с ламинированием с ориентированной зернистостью.
Ферритовые сердечники, используемые для сигналов, имеют диапазон применений от 1 кГц до многих МГц, возможно, до 300 МГц, и нашли свое основное применение в электронике, например, в радиоприемниках AM и RFID- метках.
Антенна с ферритовым стержнем
Ферритовые стержневые антенны (или антенны) представляют собой тип антенны с малой магнитной рамкой ( SML ), очень распространенной в транзисторных радиоприемниках AM диапазона радиовещания , хотя они начали использоваться в радиоприемниках с электронными лампами («клапаны») в 1950-х годах. Они также полезны в приемниках с очень низкой частотой (VLF) и иногда могут давать хорошие результаты на большинстве коротковолновых частот (при условии использования подходящего феррита). Они состоят из катушки с проволокой, намотанной на сердечник из ферритового стержня (обычно на несколько дюймов длиннее катушки, но иногда более 3 футов в длину). Этот сердечник эффективно «концентрирует» магнитное поле радиоволн, чтобы дать более сильный сигнал, чем можно было бы получить с помощью рамочной антенны с воздушным сердечником сопоставимого размера, но все же не такой сильный, как сигнал, который может быть получен с помощью хорошей наружной проводной антенны. .
Другие названия включают loopstick антенну , ferrod и антенну с ферритовым шатуном . « Ферроцептор » - это старое альтернативное название антенны с ферритовым стержнем, в частности, используемой Philips, где ферритовый сердечник будет называться стержнем « Ferroxcube » (торговая марка, приобретенная Yageo у Philips в 2000 году). Краткие термины « ферритовый стержень» или «петля-стержень» иногда относятся к комбинации катушка плюс феррит, которая заменяет как внешнюю антенну, так и первую настроенную схему радиоприемника, или просто сам ферритовый сердечник (цилиндрический стержень или плоский ферритовый плита).
Смотрите также
- Балун
- Ферритовый шарик
- Феррит (магнит)
- Феррит (железо)
- Магнитный сердечник
- Тороидальные индукторы и трансформаторы
- Феррит цинка