В электронике ферритовый сердечник — это тип магнитного сердечника из феррита , на котором формируются обмотки электрических трансформаторов и других намотанных компонентов, таких как индукторы . Он используется из-за своих свойств высокой магнитной проницаемости в сочетании с низкой электропроводностью (что помогает предотвратить вихревые токи ). Более того, из-за их сравнительно низких потерь на высоких частотах они широко используются в сердечниках ВЧ- трансформаторов и катушек индуктивности в таких приложениях, как импульсные источники питания и ферритовые рамочные антенны для радиоприемников AM .
Ферриты — это керамические соединения переходных металлов с кислородом , которые являются ферримагнитными , но непроводящими. Ферриты, используемые 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 «жестких ферритов», которые имеют высокую коэрцитивную силу и используются для изготовления ферритовых магнитов . Низкая коэрцитивность означает, что намагниченность материала может легко изменить направление, рассеивая при этом очень мало энергии ( потери на гистерезис ); в то же время высокое удельное сопротивление материала предотвращает возникновение вихревых токов в сердечнике, еще одного источника потерь энергии. Наиболее распространенными мягкими ферритами являются:
Для применений ниже 5 МГц используются ферриты MnZn; выше этого обычно выбирают NiZn. Исключением являются синфазные индукторы , для которых порог выбора составляет 70 МГц. [1]
Поскольку любая данная смесь имеет компромисс между максимальной полезной частотой и более высоким значением мю, в каждой из этих подгрупп производители производят широкий спектр материалов для различных применений, смешанных для получения либо высокой начальной (низкочастотной) индуктивности. или меньшая индуктивность и более высокая максимальная частота, или для помехоподавляющих ферритов широкий диапазон частот, но часто с очень высоким коэффициентом потерь (низкой добротностью ).
Очень важно выбрать подходящий материал для применения, поскольку 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)
Есть два широких применения ферритовых сердечников, которые различаются по размеру и частоте срабатывания: трансформаторы сигналов, 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 , оболочечные или цилиндрические.
Ферритовые сердечники, используемые в силовых трансформаторах, работают в низкочастотном диапазоне (обычно от 1 до 200 кГц [2] ) и имеют относительно большие размеры, могут быть тороидальными, оболочечными или иметь форму букв «С», «D». или «Е». Они полезны во всех видах электронных переключающих устройств, особенно в источниках питания мощностью от 1 Вт до 1000 Вт максимум, поскольку более надежные приложения обычно выходят за рамки одножильных ферритных сердечников и требуют ламинированных сердечников 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 AM-радиоприемниках и RFID- метках.
Антенны с ферритовым стержнем (или антенны) представляют собой тип небольшой магнитной рамочной (SML) антенны [3] [4], повсеместно встречающейся в транзисторных радиоприемниках AM- диапазона радиовещания . Однако в 1950-х годах их начали использовать в ламповых («ламповых») радиоприемниках. Они также полезны в приемниках очень низкой частоты (ОНЧ) [5] 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). Этот сердечник эффективно концентрирует магнитное поле радиоволн [6], чтобы дать более сильный сигнал, чем можно было бы получить с помощью рамочной антенны с воздушным сердечником сопоставимого размера, хотя все же не такой сильный, как сигнал, который можно было бы получить с помощью хорошего наружного провода. антенна.
Другие названия включают «рамочная антенна», «феррод» и «антенна с ферритовым стержнем». «Ферроцептор» [7] — старое альтернативное название антенны с ферритовым стержнем, в основном используемое компанией Philips , где ферритовый сердечник будет называться стержнем « Ferroxcube » (торговая марка, приобретенная Yageo у Philips в 2000 году). Краткие термины «ферритовый стержень» или «петля» иногда относятся к комбинации катушка-феррит, которая заменяет как внешнюю антенну, так и первую настроенную схему радиоприемника, или просто сам ферритовый сердечник (цилиндрический стержень или плоский стержень). ферритовая пластина).
Эти радиовещательные ферритовые стержневые антенны почти всегда имеют проницаемость 125. [8]
