Ферритовый сердечник что это такое?

Ферритовый сердечник что это такое?

Непременно многие из вас видели на проводах «утолщения». Утолщения это ферритовые сердечники надетые на токопроводящие провода.
Эти сердечники используют все допросовестные производители в своих продукциях, оснощая ими: силовые провода, сигнальные аудио и видео провода, usb кабели, итд. Если на вашем устройстве нет таких сердечником, то вы можете дополнительно установить и тем самым убрать все не нужные помехи.
По наличии ферритового сердечника, можно судить о качестве изделия, потому что это не может не отразится на цене товара. О теперь поподробнее.

Ферритовый цилиндр (ferrite core, ferrite cover) — это экран, защищающий от электромагнитных помех и наводок: он предотвращает искажение сигнала, передаваемого по кабелю, от воздействия внешнего электромагнитного поля, а также препятствует излучению электромагнитного поля(помех)от кабеля во внешнюю среду.
На чем основан принцип защиты?
Внутренние и внешние кабели компьютерного оборудования могут работать как миниатюрные антенны, поскольку они преобразуют так называемые шумы напряжения и тока в электромагнитное излучение. Неэкранированные кабели излучают помехи вследствие протекания по их медным проводникам синфазного шума, то есть высокочастотного тока, текущего в одном направлении по всем проводникам кабеля. Этот ток создает магнитное поле определенной величины и направления.

Феррит — это ферромагнетик, не проводящий электрического тока (то есть фактически феррит является магнитным изолятором). В ферритах вихревые токи не создаются, и поэтому они очень быстро перемагничиваются — в такт с частотой внешнего электромагнитного поля (на этом основана эффективность их защитных свойств).
Кабельный феррит ослабляет шумовые токи, захватывая магнитное поле и рассеивая часть его энергии в виде тепла. Говоря на языке электротехники, ферритовый элемент, надетый на кабель, создает большой активный импеданс для синфазных токов.
Раньше для ослабления шумовых токов применялось дорогостоящее экранирование кабелей медной оплеткой.
Применение кабельных ферритов позволило снизить стоимость экранирования кабелей и повысить эффективность подавления помех.
Сначала эти ферритовые фильтры появились на кабелях мониторов (естественно: ведь на качество «картинки» очень сильно влияют всевозможные помехи!), затем постепенно распространились и на другую периферию, и сейчас ферритовыми фильтрами-цилиндрами оснащают практически все кабели: мониторов, принтеров, сканеров,копировальных аппаратов, видеокамер, цифровых фотокамер, клавиатур и даже кабели мышей! Ферритовые кольца без оболочки можно встретить и внутри системного блока. Как увеличить эффективность шумоподавления кабельного феррита:

1. Увеличить длину охватываемой ферритовым сердечником части кабеля.
2. Увеличить поперечное сечение ферритового сердечника.
3. Внутренний диаметр кабельного феррита должен быть наиболее близок(в идеале — равен) к внешнему диаметру кабеля.
4. Если позволяют конструктивные особенности пары кабель-феррит, можно сделать несколько витков (как правило, один-два) кабеля вокруг ферритового сердечника.
Обобщая вышесказанное, можно сказать, что наилучший ферритовый сердечник — самый длинный и толстый из тех, что могут быть размещены на конкретном кабеле. При этом внутренний диаметр кабельного феррита должен по возможности совпадать с внешним диаметром кабеля.

Как пользоваться кабельным ферритом

Иногда в продаже можно встретить разъемные кабельные ферриты в пластиковой
оболочке (термоусадочной трубке) с двумя защелками. Как ими пользоваться?
Раскрытый ферритовый цилиндр надевается на кабель, который необходимо защитить от электромагнитных помех и наводок, примерно в 3 см от наконечника кабеля. Делается петля вокруг оболочки цилиндра. После этого оболочка защелкивается. Для надежности можно оснастить ферритовым цилиндром и другой конец кабеля.

История жизни одного из харизматичных бунтарей IT бизнеса — Ларри Эллисона

История жизни великого изобретателя японской электронной марки «Panasonic» Коносукэ Матцусита

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.

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.

Насыщение ферритовых сердечников, а также сердечников из
распылённого железа и трансформаторной стали.
Онлайн калькуляторы — как не загнать сердечник в насыщение.
Зависимость магнитной индукции от тока в обмотке и количества витков.
Влияние воздушного зазора на режим работы магнитопровода.

Итак, мы решили поразвлечься и всерьёз сваять что-нибудь стоящее своими руками, как то: индуктивный фильтр для блока питания, дроссель для усилительного каскада, выходной трансформатор для однотактного УНЧ, или фиг его знает — чего ещё похуже.
Что объединяет этих жертв нашего волеизъявления?
Каждое из перечисленных моточных изделий содержит магнитомягкий магнитопровод, и через каждое из них протекает постоянный ток. И если к переменному току, даже значительных величин, магнитопровод относится сдержанно-положительно, то к постоянке питает явную антипатию и может резко войти в насыщение от её переизбытка.
При насыщении сердечника его относительная магнитная проницаемость резко уменьшается, что влечёт за собой пропорциональное уменьшение индуктивности изделия.

На этой странице порассуждаем о тороидальных магнитопроводах из ферритов, распылённого железа, электротехнической стали и их способности противостоять постоянному току.

Для наглядности рассмотрим график зависимости B от H , называемый петлёй гистерезиса, для распространённого, где-то даже народного, феррита марки N87 фирмы EPCOS.

Здесь:
H — напряжённость магнитного поля, а
B — магнитная индукция в сердечнике.

Зависимость приведена при температуре изделия +25 гр.С.

Интересующие нас параметры из datasheet-а производителя:

Начальная магнитная проницаемость —
µ = 2200 ,
Магнитная индукция насыщения при H=1200 А/м — Bнас = 0,490 Т .

Если внимательно присмотреться к графику, то легко заметить, что в области малых и средних индукций зависимость практически линейна и её наклон примерно равен µ . Именно на этот участок в большинстве случаев и должен приходиться диапазон рабочих индукций.
При дальнейшем повышении напря- жённости магнитного поля магнитная проницаемость начинает быстро падать, пока не наступает момент, при котором дальнейший рост магнитной индукции в сердечнике стопорится на определённой величине. В спецификациях это величина приводится, как значение магнитной индукции насыщения — Bнас , или Bs , т.е. величина, при которой значение магнитной проницаемости падает до неприлично малых значений.

Так что давайте без лишних прелюдий и телодвижений сделаем фундаментальный вывод — для нормальной работы катушки, намотанной на магнитопроводе, рабочие значения магнитной индукция в сердечнике не должны превышать величину 0,75 — 0,8 от значения справочной характеристики Bнас (Bs) .

Переходим к незамысловатым формулам!

Магнитная индукция в сердечнике равна:
B = µ×µ×n×I/l , где:
µ — магнитная проницаемость сердечника,
µ = 4π×10 -7 (Гн/м) — физическая константа, называемая магнитной постоянной,
n — количество витков обмотки,
I — ток в обмотке,
l — средняя длина магнитного контура.

Поскольку рабочий режим магнитопровода мы выбираем в линейной области петли гестерезиса, то в качестве значения µ можно использовать паспортную характеристику начальной магнитной проницаемости сердечника.

Теперь можно рисовать калькулятор для расчёта магнитной индукции в катушке с учетом выбранного типа сердечника и конкретного количества витков обмотки.

Для удобства восприятия, помещу сюда и значение индуктивности полученного моточного изделия. Формулы для вычислений этого параметра выглядят следующим образом:
L=0,0002×µ×h×n 2 ×ln(D_внешн/D_внутр) при соблюдении условия D_внешн/D_внутр>1,75 ,
L=0,0004×µ×h×n 2 ×(D_внешн-D_внутр)/(D_внешн+D_внутр) при D_внешн/D_внутр

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ В КАТУШКЕ С ТОРОИДАЛЬНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ.

Увы, но значительных токов через катушки на ферритовых кольцах, или торах из трансформаторной стали нам пропустить не удастся — нужны танцы с бубнами в виде немагнитных воздушных зазоров.
Другое дело — сердечники из распылённого железа, представляющие собой магнитопровод с немагнитными зазорами, технологически распределёнными по всему объёму магнитопровода. Их очевидный плюс — высокая индукция насыщения, минус — малые величины магнитной проницаемости.

В связи с этим, в некоторых случаях (в основном на низких частотах) предпочтительным является использование именно сердечников из ферритов (или железа) с пропилом для создания малого воздушного зазора. Данная мера позволяет в значительной мере увеличить величину допустимых токов через катушку без ввода магнитопровода в режим насыщения. Длина этого воздушного зазора позволяет регулировать как величину максимально-допустимой напряжённости магнитного поля в сердечнике, так и параметр изменившейся магнитной проницаемости, называемой эквивалентной магнитной проницаемостью сердечника с зазором — µ_эф . Значение этого параметра вычисляется по формуле:
µ_эф = µ/(1+l_з×µ/l) , где:
µ — начальная магнитная проницаемость сердечника,
l — средняя длина магнитного контура,
l_з — длина воздушного зазора (толщина пропила).

Давайте посчитаем этот параметр.

РАСЧЁТ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ СЕРДЕЧНИКА С ЗАЗОРОМ.

Таблица даёт приблизительную, но, в большинстве своём, приемлемую точность расчёта при величинах длины воздушного зазора 0,2-2 мм.

Для Ш-образных сердечников в качестве внутреннего и внешнего диаметров следует вводить справочную характеристику длины магнитного контура le .

Определив ниже магнитную проницаемость сердечника с зазором, следует ввести это значение в предыдущий калькулятор и заново произвести вычисления магнитной индукции и индуктивности катушки.

Для наглядности приведу два графика петли гистерезиса Ш-образного ферритового сердечника марки N87 без немагнитного воздушного зазора и с зазором около 1 мм. Феррит ETD 59/31/22, достаточно крупный, с средней длиной магнитного контура le = 139 мм.
Механизмы влияния зазора у Ш-образных и тороидальных сердечников абсолютно идентичны.

Эквивалентная магнитная проницаемость сердечника с зазором уменьшилась и составила величину 160 единиц. Соответственно, уменьшился и наклон петли, позволяя сердечнику работать при гораздо больших значениях напряжённости магнитного поля вдали от области магнитной индукции насыщения сердечника.
А учитывая то, что значение напряжённости H прямо пропорционально, протекающему через катушку току, можно с уверенностью сказать, что область безопасных индукций теперь соответствует более чем на порядок большим токам в обмотке.

Линейная область петли гистерезиса также заметно увеличилась, что позволяет увеличить максимальные рабочие значения магнитной индукция в сердечнике вплоть до 0,85-0,9 от значения справочной характеристики Bнас (Bs).

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.

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.

ФЕРРИТОВЫЙ ФИЛЬТР: ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ ЦИЛИНДРЫ НА КОНЦАХ КОМПЬЮТЕРНЫХ КАБЕЛЕЙ?

На обычных компьютерных системах, которые вы можете встретить у себя дома или в офисе, на концах проводов, соединяющих системный блок с мышью, клавиатурой, монитором и т.п. находятся небольшие цилиндры.

Их так же можно часто увидеть на кабелях, ведущих от ноутбука или принтера к блоку питания. Этот элемент называется ферритовый фильтр (или ферритовое кольцо, ферритовый цилиндр). Его цель – уменьшить влияние электромагнитных и радиочастотных помех на сигнал, передаваемый по кабелю.

Длинные силовые и сигнальные кабели компьютерного и другого современного оборудования работают как антенны, эффективно излучая помехи, создаваемые внутри корпуса прибора, во внешнюю среду, создавая помехи на радиостанции при приеме радиосигналов. И, наоборот, эффективно принимая на кабель помехи от радиопередающих устройств, компьютерное и другое электронное оборудование на радиостанции может давать сбои. Для устранения этих явлений применяют кабельные ферритовые фильтры.

Феррит – это ферромагнетик, не проводящий электрического тока (то есть фактически феррит является магнитным изолятором). В ферритах вихревые токи не создаются, и поэтому они очень быстро перемагничиваются – в такт с частотой внешнего электромагнитного поля (на этом основана эффективность их защитных свойств). Таким образом, ферритовый элемент, надетый на кабель, создает большой активный импеданс для синфазных токов.

Феррит состоит из химического соединения оксида железа с оксидами других металлов, обладающего уникальными магнитными свойствами и низкой электропроводностью, благодаря чему ферриты не имеют конкурентов среди других магнитных материалов в технике высоких частот. Использование ферритового кольца значительно (в несколько сотен или даже в тысячу раз) увеличивает индуктивность провода, что обеспечивает подавление высокочастотных помех. Ферритовое кольцо устанавливается на кабель при его производстве или, разрезанное на две части, может быть надето на кабель уже после изготовления. Феррит упакован в пластиковый корпус – если вы его разрежете, то увидите кусок металла внутри.

Компьютеры – это очень «шумные» в электромагнитном плане устройства. Материнская плата в корпусе компьютера осциллирует на частоте около одного килогерца. В клавиатуре установлен отдельный процессор, который так же осциллирует на высоких частотах. Все это приводит к генерации радиошумов вокруг системы. В большинстве случаев эти шумы могут быть устранены при помощи металлического корпуса, являющегося экраном для электромагнитных полей.

Другим источником шумов являются провода, соединяющие устройства.

Они действуют, как хорошие, длинные антенны, улавливающие сигналы от других кабелей, радио- и теле- передатчиков, а так же влияющие на работу радио и ТВ устройств. Феррит устраняет сигналы эфирного вещания. Цилиндры из феррита преобразуют высокочастотные электромагнитные колебания в тепло. Поэтому они и установлены на концах большинства проводов.

В зависимости от типа кабеля и его толщины следует устанавливать кольца из различных типов феррита. К примеру, фильтр, установленный на многожильный кабель (такой как шнур передачи данных, кабель питания, или интерфейс: USB, видео, и др), создает на данном участке синфазный трансформатор, который, пропуская противофазные сигналы (несущие полезную информацию), отражает (не пропускает) синфазные помехи. В этом случае не следует использовать поглощающий феррит во избежание нарушения передачи данных, и желательно применение более высокочастотных ферроматериалов.

Если же кабель одножильный, предпочтительнее искать фильтр из материала, который будет рассеивать высокочастотные сигналы, нежели отражать их обратно в кабель.

Более эффективно помогают бороться с помехами более толстые ферритовые цилиндры. Но надо обратить внимание на то, что слишком большие фильтры не удобны в использовании и результат их работы уже не будет на практике отличаться от чуть меньших фильтров. Поэтому следует использовать фильтры оптимальных размеров: ширина отверстия кольца должна в идеале совпадать с толщиной провода, а ширина самого кольца должна быть примерно равна ширине разъемов данного кабеля.

Не стоит забывать, что не только ферритовые кольца помогают бороться с шумами. Для лучшей проводимости используйте кабели большей толщины! Выбирайте длину провода исходя из расстояния между подключаемыми устройствами, не стоит покупать более длинный кабель. О максимальной длине различных кабелей, при которой они передают информацию без потерь, мы говорили ранее. Причиной помех также может служить плохое качество пайки в соединении провода и разъемов.

Ферритовые кабельные фильтры с защелкой

Кабельные ферритовые фильтры нашли широкое применение для фильтрации в линиях передачи данных, а также для защиты компьютерного и другого оборудования от электромагнитного излучения близкорасположенных радиопередающих устройств.

Ферритовые кабельные фильтры имеют удобную конструкцию с шарниром и защёлкой, что позволяет надевать их на уже готовые кабели с разъемами.

Высокий вносимый импеданс в диапазоне частот 1-500 МГц позволяет эффективно применять ферритовые кабельные фильтры для улучшения электромагнитной совместимости различных устройств современной радиостанции. Диаметр внутреннего отверстия от 3,5 до 15 мм позволяет использовать фильтры для большинства кабелей. Точные формы и гладкая поверхность ферритовых фильтров предотвращают повреждение провода.

Примечание: Последовательный импеданс, вносимый высокочастотным ферритовым сердечником, можно увеличить, сделав на нем несколько витков проводника.

Теория предсказывает, что импеданс такой системы увеличивается пропорционально квадрату числа витков. Однако вследствие нелинейности ферритов и потерь в них два витка на сердечнике увеличат импеданс не в четыре раза, а немного меньше. Для того, чтобы эти несколько витков поместилось в кабельном фильтре, нужно выбирать заведомо больший типоразмер. Если это неприемлемо, и кабель должен оставаться той же длины, примените несколько кабельных фильтров.