Ферритовый сердечник что это такое?

Что такое феррит? Свойства, применение, производство и цена феррита. Статья подробно расскажет о феррите и о его особенностях
Содержание

Ферритовый сердечник что это такое?

Что такое феррит? Свойства, применение, производство и цена феррита

Оксиферы. Так иначе именуют ферриты. Именно ферриты, поскольку понятие характеризует группу минералов, а не отдельный камень. Вспомнив, что «феррум» — научное название железа , несложно понять, что оксиферы являются соединениями железа , но с чем?

Здесь поможет уже слово «окси», указывающее на кислород. То есть, речь идет об оксидах железа. Однако, на этом формула ферритов не заканчивается. Нюансы рассмотрим в первой главе.

Что такое феррит

Внешне ферриты напоминают рыхлую керамику . В естественном состоянии твердые . Цветовая гамма минералов, как правило, связана с тонами серого и коричневого .

Любой феррит содержит в своей структуре еще и оксид другого металла. Металл этот должен быть ферромагнитиком, то есть, обладать магнитными свойствами в отсутствие магнитного поля.

Для его волн вещества группы легко проницаемы. Железо, кстати, ферромагнитик. В оксиферах элемент выбирает себе подобную пару, к примеру, никель в соединении с тем же кислородом.

Для справедливости огласим весь список металлов ферромагнитиков. К уже указанным, прибавляется кобальт . Остальные наименования не на слуху. Начнем с гадолиния — элемента 3-ей группы таблицы Менделеева .

К этой же группе относятся тербий , диспрозий , гольмий, эрбий. Получается, основная масса ферромагнитиков — лантаноиды, то есть, 15 элементов, расположенных после лантана.

Однако, доступны в силу стоимости или распространенности лишь несколько. Но, вернемся от частного к общему. Есть ли ферромагнитные свойства у феррита, и каковы, вообще, его свойства?

Свойства феррита

Итак, структура феррита всегда сводится к формуле MeOFe2O3. Соединения не металлические, но являются магнитомягкими. Это значит, что материалы способны намагнититься до насыщения и даже перемагнититься в слабом поле.

А вот излишней проводимости у них не наблюдается. Магнитный феррит — это не металл и уступает ему в способности передавать ток, однако, полностью ее не лишен. Большинство веществ группы — полупроводники.

Занимая промежуточное положение между металлами и диэлектриками, ферриты начинают лучше проводить ток при нагреве. При падении температуры оксиферы могут перейти в диэлектрики.

Зато, работая в режиме полупроводников, ферриты обеспечивают меньшие потери энергии, поскольку в веществах группы почти не образуются вихревые токи. Они замкнуты. Энергия не доходит из точки А в точку Б. Поэтому, вихревые токи именуют паразитарными и потребитель недополучает энергию, хоть и платит за нее.

Теперь, к вопросу ферромагнитности. Ее сохраняют лишь некоторые вещества группы. Так, феррит перлит ферромагнитен, а оксифер никеля — нет. Однако, есть и сложные ферриты. Они являются совмещением двух простых — одного ферромагнитного и одного простого.

Магнитные свойства комплексных оксиферов наиболее выражены, чем и пользуются промышленники. Где именно пригождаются свойства ферритов, и каких именно, расскажем в следующей главе.

Применение феррита

Начнем с привычного примера. Смотрим на кабели мониторов, видеокамер, принтеров , прочей компьютерной аппаратуры. На части проводов есть цилиндры. Они покрыты пластиком, но внутри ферритовые.

Материал выступает в роли экрана, отражая внешнее магнитное поле и задерживая то, что исходит от кабелей. Это обеспечивает стабильную работу техники, исключая искажение сигнала.

Если дома есть звуковая аппаратура, к примеру, магнитофоны, можно взглянуть и на них. Увидим головки записи. Они из феррита. Используют монокристаллы. Они, как и цилиндры на компьютерных кабелях исключают влияние помех на сигнал. Именно поэтому звук получается чистым.

В звуковой технике, в основном, находится феррит стали. Он же присутствует и в видеоаппаратуре. Процесс видеозаписи в ней «завязан» на движении магнитной ленты .

Скорость этого движения высока, а посему, головка записи должна быть износостойкой. Вот почему производители закупают именно монокристаллы ферритов. Они тверже иных модификаций.

Если заглянуть в технические помещения, там наверняка найдется трансформатор на феррите. Кольца из сплава окиси железа с окисями других металлов служат в нем сердечником.

Деталь в несколько тысяч раз повышает индукцию магнитного поля. Речь о его действии на заряженные частицы. В итоге, прибор передает большую мощность, чем мог бы делать это с сердечником не из феррита.

Кольцевые сердечники из феррита встречаются не только в трансформаторах, но и прочей электронике. Детали бывают литыми и составными. Последние кольца – соединение двух половинок.

На них проще наматывать проволоку. В случае с монолитными сердечниками, сие проблематично. Поэтому, комбинированные модели распространеннее. Зазор между половинками стараются сделать как можно меньше. Иначе, теряется эффективность детали.

Применяют феррит и в строительной сфере. Здесь на основе окисей металлов делают цементит. Феррит в нем, как правило, — соединение оксидов железа и меди . Однако, есть и другие варианты.

В Портландский цемент, к примеру, вводят феррит кальция . Сорт гидравлической смеси отличается способностью наращивать свою прочность при застывании на открытом воздухе.

Напоследок заметим, что высокотемпературный феррит аустенит, или другие разновидности материала, могут выступать в роли обычных магнитов . Уже указывалось, что при малых внешних полях окиси проявляют ферромагнитные свойства.

Они присущи и магнитам. Совпадает направление намагниченности подрешеток в структуре материалов. В обоих случаях, это 180 градусов. Но, у ферритов угол способен меняться.

Необходимое условие — активное усиление внешних полей. Намагниченность подрешеток становится меньше и … феррит переходит уже в категорию антиферромагнитиков.

Так что, при путанице в понятиях, а их путают многие, помните, что герой статьи – этакая переходная стадия между 100-процентными магнитами и полноценными антиферромагнитиками.

Производство феррита

В промышленности расчет феррита ведут по технологии , близкой к изготовлению керамики, или по схемам, используемым в порошковой металлургии. Соответственно, сначала замешивают шихту.

Так именуют исходную смесь из окислов металлов. Затем, растворяют ненужные примеси. Это термический процесс, соответственно, шихту нагревают. После, соли осаждают и продолжают работу с полезным составом.

Заметим, что можно купить ферриты, в производстве которых участвовали не только окислы металлов, но и углекислые соли . Их присутствие не влияет на исходные параметры продукта.

Причина состоит в том самом растворении и выводе из шихты ненужных элементов. То есть, в процессе производства технологи все равно приходят к стандартному ферриту, а значит, и его стандартной цене . Ознакомимся с ней.

Цена феррита

Стоимость феррита зависит от его формы. К примеру, приобретаем готовый магнит . При параметрах 9 на 7 на 1,5 сантиметра он стоит около 160-ти рублей . Готовый сердечник, как правило, опустошает карман на несколько тысяч. Точная цена , так же, зависит от размеров. Влияют на стоимость и назначение детали, используемый в ней тип сплава.

Читайте также  16037 швы сварных соединений ручная дуговая сварка

Иглы , а точнее, пирамидальные ферритовые поглотители для камер, не дающих эха, стоят около 1 600-от рублей. Но, встречаются и модели за 1 000 или, напротив, 4 000 рублей.

Всего пару сотен обойдется ферритовый цилиндр для компьютерного кабеля. У детали есть защелка. Поэтому, надеть цилиндр на провод самостоятельно не составит труда. Некоторые модели стоят всего 110 рублей.

За миниатюрные заготовки для электроники, порой, просят всего пару рублей. Столько, к примеру, дают за 3-сантиметровые прутки. Их, в основном, отпускают оптом. Минимальная отгрузка – 300 штук. Однако, найти деталь можно и в рознице. Но там пруток стоит уже 6-15 рублей.

Феррит — свойства и применение

О минерале, который притягивается к стальным изделиям, человечеству стало известно еще в 3 веке до нашей эры. Люди были поражены, но дальнейшего развития способов его применения не последовало. Второе рождение феррита произошло после открытия компаса. Кусок минерала, закрепленный на плавающей доске, всегда указывал в одну сторону, облегчая морякам поиск нужного направления.

Окончательное признание феррит получил после опубликования теории взаимодействия электрических и магнитных полей Фарадеем. Это позволило миру взглянуть по-новому на свойства и применение феррита. Так что же это за материал и почему он так интересен радиоэлектроникам.

Общая характеристика и химический состав

Ферриты представляют собой сплав оксида железа с оксидом другого ферромагнитного металла: медь, цинк, кобальт, никель и т. д. В промышленном применении наибольшее распространение получили следующие типы ферритов:

  • Никель-цинковый феррит. Имеют свойства высокого удельного электросопротивления, что делает их более выгодными в использовании на частоте от 500 КГц до 200 МГц.
  • Магний-марганцевый. Их применяют при работе со звуковыми частотами.
  • Марганцово — цинковый. Данный тип имеет наименьшие потери на вихревые токи.

Свойства и особенности

Это — полупроводники, свойства проводить ток которых повышается с увеличением температуры. Плотность ферритов зависит от марки, и колеблется в пределах от 4000 до 5000 кгм3. Ферриты обладают повышенными теплофизическими свойствами. Коэффициент тепловой проводимости равен 4,1 Вт/(м·К). Теплоемкость 600-900 Джкг*К.

Главным достоинством ферритовых сплавов является наличие повышенного удельного электросопротивления с сочетанием высоких магнитных свойств. Наиболее выгодным будет применение феррита при таких эксплуатационных характеристиках как малое значение индукции и высокие частоты.

При низких значениях частот повышается относительная диэлектрическая проницаемость феррита. При одновременном наличии высокой магнитной проницаемости это может привести к наложению волн друг на друга. Как результат возникает объемный резонанс, при котором вихревые токи увеличиваются в разы, а, следовательно, потери.

Ухудшение магнитных свойств в ферритах происходит по следующим причинам:

  • Механическое воздействие на ферритовый сплав. Образование трещин на поверхности магнитного сердечника может привести к смене знака магнитного поля. Особенно опасны силы, векторы которых направлены параллельно или перпендикулярно линиям магнитного поля.
  • Одновременное наложение постоянного и переменного полей. Происходит наложение частот друг на друга, что в результате увеличивает вероятность образования резонанса.
  • Выход за пределы рабочих температур согласно условиям эксплуатации приводит к возникновению остаточной магнитной проницаемости феррита. Также наблюдается нестабильность магнитных свойств в ферритах при долгом нахождении под воздействием плюсовой температуры.
  • Повышенная влажность может стать причиной изменения в феррите электропроводных свойств, которые, в свою очередь, способствуют увеличению потерь. Из-за этого ферриты, работающие при частоте выше 3 МГц и в условиях высокой влажности, требуют нанесения на их поверхность водоизолирующего материала.
  • Радиационное излучение сильно снижает магнитные характеристики и электрические свойства ферритов, особенно ферритных сплавов на основе марганца и цинка.

Феррит обладает незначительными механическими свойствами. Не отличаются ни прочностью, ни пластичностью.

Модуль упругости составляет в среднем 45 000 МПа. Модуль сдвига ферритовых сплавов 5500 МПа. Предел прочности на растяжение равен 120 МПа. На сжатие 900 МПа. Значение коэффициента Пуансона колеблется в пределах 0,25-0,45.

Виды применения

В силу вышеперечисленных свойств главным потребителем ферритов является радиоэлектроника. Применение определенного сплава феррита ограничивается значением критических частот, выход за пределы которых увеличивает потери и снижает эксплуатационные свойства, в частности магнитную проницаемость. Ферритовые сплавы по свойствам и применению делят на:

  • Общепромышленного применения (400НН,1000НМ, 1500 НМ). По своим магнитным свойствам относятся к ферритам высокой частоты. Магнитная проницаемость ферритовых сплавов колеблется в пределах от 100 до 4000. Такие ферритовые сердечники используются при частоте до 30 МГц. Также в их область применения входит изготовление сердечников магнитных антенн, трансформаторов и прочего оборудования, от которого не требуется повышенные свойства устойчивости к температурам.
  • Термически стабильные. Содержат в себе высокочастотные (20ВН,7ВН) и низкочастотные (1500НМ3, 1500НМ1) типы. Их главные свойства — высокая добротность и стабильная начальная магнитная проницаемость. Кроме того, указанные ферритные сплавы в эксплуатации отличаются такими свойствами как низкий относительный температурный коэффициент магнитной проницаемости. Низкочастотные ферриты нашли применение в работе со слабым полем и частоте до 2,9 МГц, а высокочастотные до 99 МГц. В основном они служат сырьем для броневых сердечников и сердечников для антенн.
  • Ферриты высокопроницаемые (6000НМ1, 6000НМ, 4000НМ). Отличительными свойствами являются повышенная начальная магнитная проницаемость при низкой частоте и высокая добротность. Вышеперечисленные ферритные сплавы применяют при изготовлении статических преобразователей и делителей напряжения. Магнитные свойства ферритов позволяют заменить в данных приборах дефицитные пермаллоевые сердечники.
  • Для телевизионной аппаратуры (4000НМС, 3500НМС1). Ферритовые сплавы этой категории имеют низкие потери при частоте, используемой в телевизионном оборудовании. Также среди их свойств выделяется повышенная магнитная индукция при высоком значении температур. Из данных ферритов изготавливают сердечники трансформаторов и сердечники спецузлов телевизора.
  • Ферриты импульсных трансформаторов (300ННИ, 300ННИ1). Особенность данных сплавов в их использовании — работа в режиме импульсного намагничивания. Главное применение ферритов – изготовление сердечников импульсных трансформаторов.
  • Для производства контуров радиотехнических приборов (10ВНП, 35ВНП). Своим применением в радиоэлектронике они обязаны таким свойствам как высокий показатель коэффициента перестройки по частоте и низким потерям при работе на частотах до 250 МГц. Основное их техническое применение – это сердечники контуров, настраиваемые подмагничиванием.
  • Для широкополосных трансформаторов. Объединяющие свойства – высокая добротность, низкое значение нелинейных искажений и более высокая точка Кюри. Самые популярные ферриты данной категории в использовании — 200ВНС, 90ВНС и 50ВНС. Их свойства позволили найти такое применение как изготовление сердечников широкополосных трансформаторов.
  • Для магнитных головок. Ферритовые сплавы данной категории производят на основе никель-цинковых ферритов: 500НТ и 1000НТ. Воздействие сердечников с носителем информации требует наличия в ферритах минимальной поверхности пористости.
  • Для магнитного экранирования. Сюда относятся 2 марки: 800ВНРП и 200ВНРП. Ферритные сердечники данных сплавов применяют в радиопоглощающих приборах для устранения радиопомех.
  • Для датчиков (1200НН, 1200НН1 и 1200НН2). Отличительные свойства приведенных ферритов – это повышенная термочувствительность и высокая магнитная проницаемость. Это позволило найти им применение при производстве термореле.

Ценообразование

Стоимость феррита определяется следующими свойствами:

  • Характеристики размера и формы. Сердечники 80х40х25 обойдутся примерно в 200 рублей.
  • Вид применения сердечника. Ферритные поглотители для камер стоят порядка 1000 – 4000 руб. Ферритовая игла для граммофона — около 400 руб.
  • Тип сплава, использующийся в ферритах. Содержание в феррите дорогостоящих металлов, таких как никель, повышает его стоимость.

Оцените статью:

Наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ) по ферритовым сердечникам TDK (Epcos)

В настоящем разделе представлены наиболее часто задаваемые вопросы и ответы по характеристикам и особенностям применения ферритов фирмы TDK (Epcos).

В: В каталоге указано, что диапазон рабочих температур варьируется от -40°С до +85°С, но в ряде случаев могут быть отклонения в зависимости от конкретного материала. Означает ли это, что данный сердечник можно использовать при температуре выше 85°С, когда есть существенный «запас» до ТКюри?

О: Иногда в качестве рабочего диапазона температур электронных компонентов может быть использован интервал T, в котором они физически работоспособны. В действительности, ферритовые сердечники имеют температуру Кюри, что позволяет их использовать в качестве тел, обладающих магнитными свойствами, до тех пор, пока они не достигнут этой точки (ТКюри). Однако, существует множество моделей трансформаторов питания, у которых нижняя граница температуры, при которой могут появляться потери в ферритовых сердечниках, варьируется от +80°C до +100°C, и существует риск терморазгона из-за увеличения этих потерь. Далее может произойти нагрев и ещё большее увеличение потерь в сердечнике, что приводит к дополнительному разогреву в случае использования при температурах выше 85°С.

Читайте также  Травление меди в домашних условиях

В: В каталоге указаны диапазоны рабочих температур от –30 до 105°C и температур хранения от –30 до +85°C. Верхняя границы интервала хранения (- 85°C,) меньше верхней границы рабочего температурного интервала. Не должно ли быть наоборот?

О: Температура хранения в каталоге указана, исходя из факта, что продукт находится в упаковке, поэтому возможно негативное влияние на технические характеристики, если он хранится при температуре выше + 85 ° C. Рабочая температура Траб.= 105 ° C оптимально подходит для ферритового сердечника (без упаковки).

В: Объясните, пожалуйста, как следует мыть ферритовые сердечники.

О: Любой растворитель можно использовать для промывки ферритовых сердечников, если он не обладает сильно выраженными кислотными свойствами (поскольку ферриты являются оксидами и химически устойчивы). Так, например, мы не даем каких-то определенных рекомендаций, но отмечаем, что использование спирта не оказывает влияния на характеристики или качество.

В: Какую марку феррита можно использовать в качестве замены материала H7C1 (PC30)?

О: PC47 является оптимальной заменой благодаря низким потерям и высокой индукции насыщения, но может не всегда подходить по форме сердечника. При выборе подходящей конфигурации рекомендуем Вам обратиться к нашим техническим специалистам или менеджеру, который работает с Вашим регионом.

В:Существует ли документация по кодам заказа и размерам и другим характеристикам для сердечников конфигурации P из NiZn материалов?

О: Сердечники из Ni-Zn материалов изготавливаются по индивидуальному заказу, поскольку они не имеют стандартных форм. Мы сможем определить, возможно ли изготовить такой сердечник, если вы сообщите нам внешние размеры сердечников конфигурации P и требуемые материалы. Рекомендуем Вам обратиться к нашим техническим специалистам или менеджеру, который работает с Вашим регионом.

В:Какие основные характеристики ферритовых сердечников на основе MnZn?

О:Ферриты на основе Mn-Zn характеризуются высокими значениями магнитной проницаемости и магнитной индукции. Кроме того, для них свойственны низкие потери при частоте в несколько МГц. Более подробная информация по марганец-цинковым материалам представлена на нашем сайте в разделах: «Ферритовые материалы Epcos» и «Ферритовые материалы TDK»

В: Какие основные характеристики ферритов на основе NiZn?

О: Для ферритовых материалов на основе NiZn характерно высокое удельное сопротивление. Проницаемость обычно составляет нескольких сотен и ниже. Низкие потери фиксируются на частоте от 1 МГц и выше. Более подробная информация по никель-цинковым материалам представлена на нашем сайте в разделах: «Ферритовые материалы Epcos» и «Ферритовые материалы TDK»

В: Что такое начальная проницаемость μi?

О: Это амплитудная проницаемость сердечника, когда интенсивность магнитного поля неограниченно близка к «нулю».

* Используемая терминология соответствует стандарту JIS C 2560-1,-2.
* Данные каталогов соответствуют стандарту IEC Publication 60401-3.

В: Что такое амплитудная проницаемость μa?

О: Относительная проницаемость, полученная из максимальных значений магнитной индукции и интенсивности магнитного поля, когда:
— свойства сердечника меняются при переходе в размагниченное состояние
— приложено магнитное поле, среднее значение интенсивности которого стремится к «нулю».
* Используемая терминология соответствует стандарту JIS C 2560-1,-2.
* Данные каталогов соответствуют стандарту IEC Publication 60401-3.

В: Что такое коэффициент АL?

О: Индуктивность, формирующаяся в витках обмотки катушки с заданной формой и размерами, намотанных на магнитный сердечник, может быть вычислена в соответствии с формулой. Обычно она выражается в единицах 10 -9 Гн (нГн). Где:
L — Измеренная индуктивность катушки, когда в нее помещен ферритовый сердечник (H)
N — полное число витков катушки
* Используемая терминология соответствует стандарту JIS C 2560-1,-2.
* Данные каталогов соответствуют стандарту IEC Publication 60401-3.

Уважаемые коллеги! Поздравляем Вас с наступающим Днем России! Сообщаем наш режим работы: 11 июня – отгрузка продукции производится до 15-00; офис работает до 15.30 12-14 июня — ВЫХОДНЫЕ ДНИ.

Уважаемые коллеги! Поздравляем Вас с наступающим Днем России! Сообщаем наш режим работы: 11 июня – отгрузка продукции производится до 15-00; офис работает до 15.30 12 июня — ВЫХОДНОЙ ДЕНЬ.

Уважаемые коллеги! Поздравляем Вас с наступающими 1 Мая – праздником весны и труда и с великим праздником – Днем Победы 9 Мая! Сообщаем режим работы компании ЛЭПКОС в майские праздники: 30 апреля – предпраздничный день, отгрузка продукции производится до 15-00; 1 — 10 мая — ВЫХОДНЫЕ ДНИ.

Ферритовое кольцо. Что это

Привет! С вами магазин Electronoff.ua.

Сегодня мы хотим рассказать о таких штуках, как ферритовые сердечники. Тема, на самом деле, достаточно сложная и глубокая, и мы понимаем, что можем не учесть (а вернее, точно не учтем) все детали в видео, поэтому сразу попросим людей, которые хорошо разбираются в этом, послушать и дополнить или исправить нас в комментариях. Мы, конечно, это приветствуем.

Практически в любом устройстве, которые вы когда-нибудь могли разбирать, находились вот такие колечки самых разных размеров. Внешне они все очень похожи друг на друга, и отличаются только размером и цветом. Но на самом деле разнообразие ферритовых колец очень большое, они могут кардинально отличаться по характеристикам и быть пригодными для совсем разных задач. Об этом мы и поговорим.

Итак, где же используются ферритовые сердечники? Чаще всего они используются в:

  • трансформаторах и преобразователях напряжения и тока
  • фильтрующих элементах
  • ограничивающих ток элементах
  • сглаживающих элементах
  • для гальванической развязки
  • для передачи сигнала

И для всех этих задач нужны разные типы ферритов.

Если в общем, то ферриты бывают для слабых магнитных полей, они же сигнальные, и для сильных полей, они же силовые.

Чем эти типы отличаются?

Начнем с главных характеристик любого феррита. Прежде всего, это материал, из которого сделан феррит. А от этого свойства зависят другие: магнитная проницаемость, максимальная рабочая частота, максимальная индукция насыщения, магнитные потери , и еще достаточно много других. Мы остановимся на первых трех, так как они играют основную роль. Заодно немного поговорим о том, что это вообще значит.

Материал феррита. Вы наверняка замечали, что разные колечки, в блоках питания например или материнских платах, имеют разный цвет. Так вот, красят их не просто, как захочется. Цвет покраски строго регламентируется материалом, из которого кольцо сделано. Оно может быть, собственно, ферритовым, может быть из распыленного железа, из альсифера, и в каждом из этих типов есть еще множество своих марок и подтипов. Распыленное железо и альсифер обладают низкой магнитной проницаемостью, порядка десятков и сотен мю, то есть они слабо поглощают магнитное поле. Это делает невозможным их применение в трансформаторах или для точной передачи сигналов, зато благодаря тому же слабому поглощению они могут пропустить через себя большой ток, пока не наступит насыщение. И поэтому применяются в разных дросселях, для фильтрации и смягчения формы сигнала в силовых линиях.

Кольца, сделанные из феррита (в марках которого, кстати, тоже легко сломать голову), поглощают магнитное поле значительно лучше. Для трансформаторов, где форма сигнала не так важна, как передаваемая мощность, используют компромиссную проницаемость около 2000 мю. Это самая распространенная марка. Такие ферриты обычно просто черные. Но вообще проницаемость может быть вплоть до 10000 мю и больше. Обычно их красят в зеленый цвет. Ферриты такого типа используют для, например, передачи сигналов управления разными логическими элементами. То есть там, где очень важно, чтобы сигнал после феррита был именно таким, как до него, но токи при этом небольшие. Если поставить такой феррит в силовую цепь, он сразу же вберет в себя слишком много магнитной энергии и уйдет в насыщение. Ниче хорошего.

Читайте также  Как почистить медный подсвечник в домашних условиях?

Насыщение , к слову, это когда феррит уже не может вобрать в себя больше магнитного поля. И в этот момент он теряет свои магнитные качества, то есть больше не может передавать это поле куда-то дальше, он просто начинает выбрасывать лишнюю энергию в тепло. На практике это ярче всего видно в трансформаторах — если сердечник насытился, то в первичной обмотке ток может становиться больше и больше, а вот на вторичной обмотке общей энергии уже больше не сможет быть.

Величина насыщения для конкретных экземпляров колец зависит от их размера. Логично, что чем больше у нас материала, тем больше энергии сможет поглотить каждый его условный кусочек. Еще интересно, что ток насыщения зависит от частоты смены тока. То есть, чем больше частота сигнала в феррите, тем больше энергии он сможет через себя пропустить (уточнение — в своем рабочем диапазоне). Именно поэтому сейчас разработки электроники двигаются в сторону увеличения частоты: например, в высокочастотных схемах (где используются мегагерцы) передача большой энергии может проходить через мааленький ферритик. Для обычных импульсных схем, где частота исчисляется в килогерцах, тот же феррит уже должен быть в несколько раз больше. И этот же принцип действует на обычные сетевые трансформаторы, поэтому они такие огромные.

Теперь о максимальной рабочей частоте.

Для каждого феррита существует его максимальная рабочая частота, на которой все его характеристики нормированы. За пределами этого диапазона он начинает работать нестабильно — сильно увеличиваются потери, уменьшается проницаемость и сильно снижается величина индукции насыщения. Подавляющее большинство ферритов хорошо работает на частотах до 80-100 кГц. Причем в теории, с увеличением проницаемости уменьшается максимальная рабочая частота феррита. Это исправляют использованием разных материалов и другими ухищрениями.

Поэтому, выбирая подходящий феррит для своих целей, стоит убедиться, что он соответствует вашим требованиям.

Конечно, про ферриты можно рассказывать еще очень много, включая то, какая лучше форма для передачи сигнала, как правильно использовать сердечники, и так далее, но тогда мы совсем не влезем в формат видео. Поэтому надеемся, что вы подчерпнули что-то новое для себя и захотели узнать еще больше.

Сердечники Amidon и Micrometals из распылённого железа

Магнитные свойства различных марок смесей из распылённого железа и цветовая
кодировка кольцевых сердечников. Онлайн калькулятор для расчёта индуктивности
и количества витков.

На данной странице мы оставим без внимания сердечники из молибден-пермаллоя, альсифера, многочисленные ферритовые изделия, а сосредоточим своё внимание на магнитопроводах, которые известны в широких кругах как «амидоновские» кольца из распылённого железа.

По большому счёту, известный калифорнийский производитель ферритов и металлопорошковых сердечников – компания Amidon Associates Inc. не является таким уж прямым производителем перечисленной продукции, а скорее выступает в качестве дистрибьютора, осуществляющего поставки изделий сторонних производителей.

Причём, это могут быть сердечники не только известных американских компаний, крупнейшими из которых являются: Micrometals, Fair-Rite, Ferrishield, Ferronics, но и ферритовые кольца и кольца из карбонильного железа, выпущенные в артелях наших китайских братьев.

Сердечники на основе распылённого железа (Iron powder cores) изготавливаются методом прессования под высоким давлением смеси из мелкодисперсных частиц железа с диэлектрическим наполнителем. Распределённый зазор, образующийся за счёт возникающей изоляции частиц железа друг от друга, обеспечивает высокую индукцию насыщения полученного порошкового материала.
Ещё одним полезным качеством распылённого железа является возможность работы в достаточно жёстких условиях эксплуатации. Оно имеет достаточно высокую температурную стабильность и выдерживает значительные механические нагрузки без заметных изменений свойств.
Данные свойства металлопорошковых сердечников наилучшим образом подходят для использования в различных типах преобразователей напряжения, силовых дросселей и сетевых фильтров. Однако в радиочастотных цепях с высокими уровнями мощности и в высокодобротных резонансных схемах сердечники из распылённого железа также находят своё достойное место.

Рассмотрим полную гамму цветовой маркировки, а также магнитные свойства различных марок распылённого железа и особенности их использования в сглаживающих дросселях, сетевых фильтрах и резонансных цепях.

Номер смеси Начальная
проницаемость
Температурная
стабильность
(ppm/С)
Цветовая маркировка
-0 1 Коричневый
-1 20 280 Синий/голубой
-2 10 95 Красный/прозрачный лак
-3 35 370 Серый/голубой
-6 8,5 35 Жёлтый/прозрачный лак
-7 9 30 Белый/голубой
-8 35 255 Жёлтый/красный
-10 6 150 Чёрный/голубой
-12 4 150 Зелёный/белый
-14 14 150 Чёрный/красный
-15 25 190 Красный/белый
-17 4 120 Голубой/жёлтый
-18 55 385 Зелёный/красный
-19 55 650 Красный/салатовый
-26 75 825 Жёлтый/белый
-28 22 415 Небесно голубой
-30 22 510 Салатовый/серый
-33 33 635 Серый
-34 33 565 Серый/голубой
-35 33 665 Жёлтый/серый
-38 85 955 Серый/чёрный
-40 60 950 Салатовый/жёлтый
-45 100 1043 Чёрный
-52 75 650 Салатовый/голубой

Производитель приводит следующие типичные области применения различных марок распылённого железа:

От себя добавлю:

— В качестве сглаживающих дросселей импульсных источников и стабилизаторов напряжения и тока можно использовать смеси, предназначенные для эксплуатации при значительных постоянных токах подмагничивания (в первую очередь смеси: –8, –14, –18, –19, –30, –34,–35, –52).

— В выходных фильтрах усилителей D-класса наилучшим образом работают кольца из –2 смеси.

— Для работы в высокочастотных резонансных цепях следует исходить из рабочей частоты, а также возможности достижения в ней максимальной добротности моточного изделия:

Маркировка кольцевых сердечников из распылённого железа фирмы Amidon, Micrometals (и некоторых других производителей) состоит из буквы Т, далее через дефис следуют две или три цифры – внешний диаметр кольца в сотых долях дюйма. Вслед за диаметром кольца через дефис добавляют марку материала (одну или две цифры), из которого изготовлено кольцо.
Например: T-50-41 кольцо с внешним внешний диаметром около 0,5 дюйма (1,3 см), изготовленное из материала марки 41.

Сведём типоразмеры кольцевых сердечников, переведённые в миллиметры, в таблицу.

Магнитопровод Внешний диаметр, мм Внутренний диаметр, мм Высота, мм
Т-12 3,2 1,6 1,3
Т-16 4,1 2 1,5
Т-20 5,1 2,2 1,8
Т-25 6,3 3 2,4
Т-30 7,8 3,8 3,3
Т-37 9,5 5,2 3,3
Т-44 11 5,8 4
Т-50 13 7,6 4,8
Т-68 18 9,4 4,8
Т-80 20 13 6,4
Т-94 24 14 7,9
Т-106 27 14 11
Т-130 33 20 11
Т-157 40 24 14
Т-184 47 24 18
Т-200 51 32 14
Т-200А 51 32 25
Т-225 57 36 14
Т-225А 57 36 25
Т-300 76 49 14
Т-300А 76 49 25
Т-400 100 57 17
Т-400А 100 57 25
Т-500 130 78 20

Индуктивность катушек L, намотанных на кольцах из распылённого железа, наиболее точно можно рассчитать, используя справочную характеристику AL (мкГн/100_витков), а также простую зависимость индуктивности от числа витков: L [мкГн] = AL x (N/100) 2 .
Для получения информации по наиболее полному перечню металлопорошковых сердечников необходимо воспользоваться справочными данными как на изделия фирмы Amidon, так и компании Micrometals. На основании выуживания этих данных выполнен калькулятор по онлайн расчёту катушек.

Расчёт катушек на кольцах Amidon и Micrometals из порошкового железа:

А теперь – всё то же самое, но с другими вводными.

Оцените статью
Добавить комментарий