En electrónica , un núcleo de ferrita es un tipo de núcleo magnético hecho de ferrita sobre el que se forman los devanados de los transformadores eléctricos y otros componentes bobinados, como los inductores . Se utiliza por sus propiedades de alta permeabilidad magnética junto con baja conductividad eléctrica (lo que ayuda a prevenir las corrientes parásitas ). Además, debido a sus pérdidas comparativamente bajas a altas frecuencias, la ferrita se utiliza ampliamente para los núcleos de transformadores de RF e inductores en aplicaciones como fuentes de alimentación de modo conmutado y antenas de bucle de ferrita para receptores de radio AM .
Las ferritas son compuestos cerámicos de metales de transición con oxígeno , que son ferromagnéticos pero no conductores. Las ferritas que se utilizan en núcleos de transformadores o electromagnéticos contienen óxidos de hierro combinados con compuestos de níquel , zinc y/o manganeso . Tienen una coercitividad baja y se denominan "ferritas blandas" para distinguirlas de las "ferritas duras", que tienen una coercitividad alta y se utilizan para fabricar imanes de ferrita . La baja coercitividad significa que la magnetización del material puede invertir fácilmente la dirección mientras disipa muy poca energía ( pérdidas por histéresis ); al mismo tiempo, la alta resistividad del material evita las corrientes parásitas en el núcleo, otra fuente de pérdida de energía. Las ferritas blandas más comunes son:
Para aplicaciones por debajo de 5 MHz, se utilizan ferritas de MnZn; por encima de eso, la opción habitual es NiZn. La excepción son los inductores de modo común , donde el umbral de elección está a 70 MHz. [1]
Como cualquier mezcla dada tiene un equilibrio entre la frecuencia máxima utilizable y un valor mu más alto, dentro de cada uno de estos subgrupos, los fabricantes producen una amplia gama de materiales para diferentes aplicaciones combinados para brindar una inductancia inicial alta (baja frecuencia) o una inductancia más baja y una frecuencia máxima más alta, o para ferritas de supresión de interferencias, un rango de frecuencia extenso, pero a menudo con un factor de pérdida muy alto ( Q bajo ).
Es esencial seleccionar el material adecuado para la aplicación, ya que la ferrita correcta para una fuente de alimentación conmutada de 100 kHz (alta inductancia, baja pérdida, baja frecuencia) es bastante diferente de la de un transformador de RF o una antena de varilla de ferrita (alta frecuencia, baja pérdida, pero menor inductancia), y diferente a su vez de una ferrita de supresión (alta pérdida, banda ancha).
Existen dos amplias aplicaciones para los núcleos de ferrita que difieren en tamaño y frecuencia de operación: transformadores de señal, que son de tamaño pequeño y frecuencias más altas, y transformadores de potencia, que son de gran tamaño y frecuencias más bajas. Los núcleos también se pueden clasificar por forma, como núcleos toroidales , de carcasa o cilíndricos.
Los núcleos de ferrita que se utilizan para los transformadores de potencia funcionan en el rango de baja frecuencia (generalmente de 1 a 200 kHz [2] ) y son de tamaño relativamente grande, pueden ser toroidales, con forma de concha o con forma de las letras "C", "D" o "E". Son útiles en todo tipo de dispositivos de conmutación electrónicos , especialmente en fuentes de alimentación de 1 vatio a 1000 vatios como máximo, ya que las aplicaciones más robustas suelen estar fuera del rango de los núcleos ferríticos simples y requieren núcleos de laminación con grano orientado.
Los núcleos de ferrita utilizados para señales tienen un rango de aplicaciones desde 1 kHz a muchos MHz, quizás hasta 300 MHz, y han encontrado su principal aplicación en la electrónica, como en radios AM y etiquetas RFID .
Las antenas de varilla de ferrita (o antenas) son un tipo de antena de bucle magnético pequeño (SML) [3] [4] omnipresente en las radios de transistores de banda de transmisión de radio AM . Sin embargo, comenzaron a usarse en radios de tubo de vacío ("válvula") en la década de 1950. También son útiles en receptores de frecuencia muy baja (VLF), [5] y, a veces, pueden dar buenos resultados en la mayoría de las frecuencias de onda corta (suponiendo que se use una ferrita adecuada). Consisten en una bobina de alambre enrollada alrededor de un núcleo de varilla de ferrita (generalmente varias pulgadas más largo que la bobina). Este núcleo concentra efectivamente el campo magnético de las ondas de radio [6] para dar una señal más fuerte que la que podría obtenerse con una antena de bucle de núcleo de aire de tamaño comparable, aunque todavía no tan fuerte como la señal que podría obtenerse con una buena antena de alambre para exteriores.
Otros nombres incluyen "antena de varilla de bucle", "ferrod" y "antena de varilla de ferrita". "Ferroceptor" [7] es un nombre alternativo más antiguo para una antena de varilla de ferrita, utilizado principalmente por Philips , donde el núcleo de ferrita se denominaba varilla " Ferroxcube " (una marca adquirida por Yageo de Philips en el año 2000). Los términos cortos "varilla de ferrita" o "varilla de bucle" a veces se refieren a la combinación de bobina más ferrita que reemplaza tanto a una antena externa como al primer circuito sintonizado de la radio o simplemente al núcleo de ferrita en sí (la varilla cilíndrica o placa de ferrita plana).
Estas antenas de varilla de ferrita de transmisión casi siempre tienen una permeabilidad de 125. [8]
