Anillo de ferrita: ¿qué es? ¿Cómo hacer un anillo de ferrita con tus propias manos?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2024-01-02 13:53

Cada uno de nosotros ha visto pequeños cilindros en cables de alimentación o en cables para combinar dispositivos electrónicos. Se pueden encontrar en los sistemas informáticos más habituales, tanto en la oficina como en el hogar, en los extremos de los cables que conectan la unidad del sistema al teclado, ratón, monitor, impresora, escáner, etc. Este elemento se denomina " anillo de ferrita" (o filtro de ferrita). En este artículo, veremos el propósito por el cual los fabricantes de computadoras y equipos de alta frecuencia equipan sus productos de cable con los elementos mencionados.

Objetivo principal

El anillo de ferrita puede reducir el efecto de la radiofrecuencia y la interferencia electromagnética en la señal que se transmite por el cable. Los cables largos de señal y alimentación de computadoras y otros equipos de energía tienen propiedades parásitas,es decir, actúan como antenas. Irradian de manera muy efectiva varios ruidos que se crean dentro del dispositivo al entorno externo, creando así interferencias en las estaciones de radio cuando reciben una señal de radio y en otros equipos electrónicos. Y viceversa, al recibir interferencias del aire de dispositivos de transmisión de radio, una computadora u otro dispositivo electrónico puede funcionar mal. Aquí, para eliminar este fenómeno, utilizan un anillo de ferrita colocado en un cable de alimentación o de conexión.

Propiedades físicas

La ferrita es un ferriimán que no conduce la electricidad, es decir, en realidad es un aislante magnético. Las corrientes de Foucault no se crean en este material y, por lo tanto, se remagnetiza muy rápidamente, al mismo tiempo que la frecuencia de los campos electromagnéticos externos. Esta propiedad material es la base para una protección eficaz de los dispositivos electrónicos. El anillo de ferrita que lleva el cable puede crear una gran impedancia activa para las corrientes de modo común.

Este material se forma a partir de la combinación química de óxidos de hierro con óxidos de otros metales. Tiene características magnéticas únicas y baja conductividad eléctrica. Debido a esto, las ferritas prácticamente no tienen competencia entre otros materiales magnéticos en tecnología de alta frecuencia. Los anillos de ferrita de 2000nm aumentan significativamente la inductancia del cable (varios cientos o miles de veces), lo que garantiza la supresión de interferencias de alta frecuencia. Este elemento se instala en el cable durante su producción o, cortado en dos semicírculos, se coloca en el cable inmediatamente después de su fabricación. ferritoEl filtro está embalado en una caja de plástico. Si lo abre, puede ver una pieza de metal en el interior.

¿Necesito un filtro de ferrita? ¿O se trata de otro engaño?

Las computadoras son dispositivos muy "ruidosos" (electromagnéticamente). Entonces, la placa base dentro de la unidad del sistema puede oscilar a una frecuencia de un kilohercio. El teclado tiene un microchip, que también funciona a alta frecuencia. Todo esto conduce a la llamada generación de ruido de radio cerca del sistema. En la mayoría de los casos, se eliminan protegiendo la placa de los campos electromagnéticos con una carcasa metálica. Sin embargo, otra fuente de ruido son los cables de cobre que conectan varios dispositivos. De hecho, actúan como largas antenas que captan señales de cables de otros equipos de radio y televisión, y afectan el funcionamiento de "su" dispositivo. El filtro de ferrita elimina el ruido electromagnético y las señales de transmisión. Estos elementos convierten las vibraciones electromagnéticas de alta frecuencia en energía térmica. Por eso se instalan en los extremos de la mayoría de los cables.

Cómo elegir el filtro de ferrita adecuado

Para instalar un anillo de ferrita en el cable con sus propias manos, debe comprender los tipos de estos productos. Después de todo, depende del tipo de alambre y su grosor qué filtro (de qué material) necesita usar. Por ejemplo, un anillo instalado en un cable multinúcleo (cable de alimentación, cable de datos, video o interfaz USB) crea un llamado transformador de modo común en esta sección, pasandoSeñales antifase que transportan información útil y también reflejan la interferencia de modo común. En este caso, no se debe utilizar ferrita absorbente para evitar la interrupción de la transmisión de información, sino un ferromaterial de mayor frecuencia. Pero es preferible elegir anillos de ferrita para el cable de la antena de un material que disipe las interferencias de alta frecuencia, en lugar de reflejarlas de nuevo en el cable. Como puede ver, el producto incorrecto puede degradar el rendimiento de su dispositivo.

Núcleos de ferrita

Los cilindros de ferrita gruesos son los más eficientes para lidiar con las interferencias. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los filtros que son demasiado voluminosos son muy inconvenientes de usar, y los resultados de su trabajo en la práctica difícilmente diferirán mucho de los que son un poco más pequeños. Los filtros siempre deben ser del tamaño correcto: idealmente, el diámetro interior debe coincidir con el cable y el ancho debe coincidir con el ancho del conector del cable.

Además, no olvide que no solo los filtros de ferrita ayudan a combatir el ruido. Por ejemplo, para una mejor conductividad, se recomienda utilizar cables con una gran sección transversal. Al elegir la longitud del cable, no debe dejar un gran margen de longitud entre los dispositivos conectados. Además, la mala calidad de la conexión entre el cable y el conector también puede servir como fuente de interferencia.

Marcado de anillos de ferrita

El tipo más común de notación de marcado de anillo de ferrita es el siguiente: K D×d×N, donde:

- K es la abreviatura de "anillo";

- D - diámetro exterior del producto;

- d - diámetro interior del anillo de ferrita;

- H – altura del filtro.

Además de las dimensiones generales del producto, el tipo de material ferromagnético está encriptado en la marca. Un ejemplo de una entrada puede verse así: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. La segunda mitad corresponde a las dimensiones generales del anillo, y la permeabilidad magnética inicial está cifrada en la primera (20 Μ _{i). Además de estos parámetros, en la descripción de la referencia, cada fabricante indica la frecuencia crítica, los parámetros del ciclo de histéresis, la resistividad y la temperatura de Curie para un producto en particular.}

¿De qué otra manera se usan los anillos de ferrita?

Además de la conocida aplicación como blindaje de alta frecuencia, los materiales ferromagnéticos se utilizan para fabricar transformadores. A menudo se ven en las fuentes de alimentación de las computadoras. Es bien sabido que el transformador de anillo de ferrita es muy efectivo en mezcladores balanceados. Sin embargo, no todos saben que existe la posibilidad de "estirar" el equilibrio. Esta modificación del transformador es capaz de realizar la operación de equilibrado con mayor precisión. Además, los transformadores en anillos de ferrita se utilizan ampliamente para igualar las resistencias de salida y entrada de las cascadas de dispositivos de transistores. En este caso, las resistencias activa y reactiva se transforman. Gracias a este último, este dispositivo se puede utilizar para cambiar los rangos de ajuste de capacitancia. Los transformadores desplegables funcionan bien por debajo de 10 MHz.

Conclusión

A los quesi está interesado en cómo enrollar un anillo de ferrita usted mismo, debe tener en cuenta que la impedancia en serie introducida por un núcleo de ferrita de alta frecuencia se puede aumentar fácilmente haciendo varias vueltas de un conductor sobre él. Como sugiere la teoría de la ingeniería eléctrica, la impedancia de dicho sistema aumentará con el cuadrado del número de vueltas. Pero esto es en teoría, pero en la práctica la imagen es algo diferente debido a la no linealidad de los materiales ferromagnéticos y las pérdidas en ellos.

Un par de vueltas en el núcleo aumenta la impedancia no cuatro veces como debería ser, sino un poco menos. Por lo tanto, para que quepan varias vueltas en un filtro de cable, se debe elegir un anillo de un tamaño obviamente mayor. Si esto no es aceptable y el cable debe permanecer con la misma longitud, es mejor usar varios filtros.