Inel de ferită - ce este? Cum să faci un inel de ferită cu propriile mâini?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-02 14:01

Fiecare dintre noi a văzut cilindri mici pe cablurile de alimentare sau pe cabluri pentru dispozitive electronice potrivite. Ele pot fi găsite pe cele mai comune sisteme informatice, atât la birou, cât și acasă, la capetele firelor care conectează unitatea de sistem la tastatură, mouse, monitor, imprimantă, scaner etc. Acest element se numește " inel de ferită" (sau filtru de ferită). În acest articol, vom analiza scopul pentru care producătorii de computere și echipamente de în altă frecvență își echipează produsele de cablu cu elementele menționate.

Scopul principal

Inelul de ferită poate reduce efectul frecvenței radio și al interferențelor electromagnetice asupra semnalului care este transmis prin fir. Cablurile lungi de semnal și de alimentare ale computerului și ale altor echipamente de alimentare au proprietăți parazitare,adică acţionează ca antene. Ei radiază foarte eficient diverse zgomote care sunt create în interiorul dispozitivului către mediul extern, creând astfel interferențe pe posturile de radio atunci când primesc un semnal radio și pe alte echipamente electronice. Și invers, atunci când primiți interferențe din aer de la dispozitive de transmisie radio, un computer sau alt dispozitiv electronic poate funcționa defectuos. Aici, pentru a elimina acest fenomen, ei folosesc un inel de ferită purtat pe un cablu de alimentare sau de potrivire.

Proprietăți fizice

Ferita este un ferimagnet care nu conduce electricitatea, adică de fapt este un izolator magnetic. Curenții turbionari nu sunt creați în acest material și, prin urmare, se remagnetizează foarte repede - în timp cu frecvența câmpurilor electromagnetice externe. Această proprietate materială este baza pentru protecția eficientă a dispozitivelor electronice. Inelul de ferită purtat pe cablu este capabil să creeze o impedanță activă mare pentru curenții de mod comun.

Acest material este format din combinația chimică a oxizilor de fier cu oxizi ai altor metale. Are caracteristici magnetice unice și conductivitate electrică scăzută. Datorită acestui fapt, feritele nu au practic concurenți printre alte materiale magnetice în tehnologia de în altă frecvență. Inelele de ferită de 2000 nm măresc semnificativ inductanța cablului (de câteva sute sau mii de ori), ceea ce asigură suprimarea interferențelor de în altă frecvență. Acest element este instalat pe cablu în timpul producției sau, tăiat în două semicercuri, pus pe fir imediat după fabricarea sa. ferităFiltrul este ambalat într-o cutie de plastic. Dacă o tăiați, puteți vedea o bucată de metal înăuntru.

Am nevoie de un filtru de ferită? Sau aceasta este o altă păcăleală?

Computerele sunt dispozitive foarte „zgomotoase” (electromagnetice). Deci, placa de bază din interiorul unității de sistem este capabilă să oscileze la o frecvență de un kilohertz. Tastatura are un microcip, care funcționează și la o frecvență în altă. Toate acestea duc la așa-numita generare de zgomot radio în apropierea sistemului. În cele mai multe cazuri, acestea sunt eliminate prin ecranarea plăcii de câmpurile electromagnetice cu o carcasă metalică. Totuși, o altă sursă de zgomot sunt firele de cupru care conectează diverse dispozitive. De fapt, acţionează ca nişte antene lungi care preiau semnale de la cablurile altor echipamente de radio şi televiziune şi afectează funcţionarea dispozitivului „lor”. Filtrul de ferită elimină zgomotul electromagnetic și semnalele de difuzare. Aceste elemente transformă vibrațiile electromagnetice de în altă frecvență în energie termică. De aceea sunt instalate la capetele majorității cablurilor.

Cum să alegi filtrul de ferită potrivit

Pentru a instala un inel de ferită pe cablu cu propriile mâini, trebuie să înțelegeți tipurile acestor produse. La urma urmei, depinde de tipul de sârmă și de grosimea acestuia ce filtru (din ce material) trebuie să folosești. De exemplu, un inel instalat pe un cablu multinucleu (cablu de alimentare, cablu de date, interfață video sau USB) creează un așa-numit transformator de mod comun în această secțiune, trecândsemnale anti-fază care transportă informații utile și, de asemenea, reflectă interferența în modul comun. În acest caz, nu ar trebui utilizată ferită absorbantă pentru a evita întreruperea transmiterii informațiilor, ci un feromaterial cu frecvență mai mare. Dar este de preferat să alegeți inele de ferită pentru cablul de antenă dintr-un material care va disipa interferențele de în altă frecvență, decât să le reflecte înapoi în fir. După cum puteți vedea, produsul greșit poate degrada performanța dispozitivului dvs.

miezuri de ferită

Cilindrii groși de ferită sunt cei mai eficienți în combaterea interferențelor. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că filtrele prea voluminoase sunt foarte incomod de utilizat, iar rezultatele muncii lor în practică nu vor diferi foarte mult de cele puțin mai mici. Filtrele ar trebui să aibă întotdeauna dimensiunea potrivită: în mod ideal, diametrul interior ar trebui să se potrivească cu firul, iar lățimea ar trebui să se potrivească cu lățimea conectorului cablului.

De asemenea, nu uitați că nu numai filtrele de ferită ajută la combaterea zgomotului. De exemplu, pentru o conductivitate mai bună, se recomandă utilizarea cablurilor cu o secțiune transversală mare. Atunci când alegeți lungimea cablului, nu trebuie să faceți o marjă mare de lungime între dispozitivele conectate. În plus, calitatea proastă a conexiunii dintre fir și conector poate servi și ca sursă de interferență.

Marcarea inelelor de ferită

Cel mai comun tip de notație de marcare a inelului de ferită este după cum urmează: K D×d×N, unde:

- K este prescurtarea pentru „ring”;

- D - diametrul exterior al produsului;

- d - diametrul interior al inelului de ferită;

- H – înălțimea filtrului.

Pe lângă dimensiunile totale ale produsului, tipul de material feromagnetic este criptat în marcaj. Un exemplu de intrare poate arăta astfel: M20VN-1 K 4x2, 5x1, 6. A doua jumătate corespunde dimensiunilor totale ale inelului, iar permeabilitatea magnetică inițială este criptată în prima (20 Μ _{i). Pe lângă acești parametri, în descrierea de referință, fiecare producător indică frecvența critică, parametrii buclei de histerezis, rezistivitatea și temperatura Curie pentru un anumit produs.}

Cum altfel se folosesc inelele de ferită

Pe lângă aplicația binecunoscută ca ecranare de în altă frecvență, materiale feromagnetice sunt folosite pentru a face transformatoare. Ele sunt adesea văzute în sursele de alimentare ale computerelor. Este bine cunoscut faptul că transformatorul inel de ferită este foarte eficient în mixere echilibrate. Cu toate acestea, nu toată lumea știe că există posibilitatea de a „întinde” echilibrul. Această modificare a transformatorului este capabilă să efectueze operația de echilibrare cu mai multă acuratețe. În plus, transformatoarele pe inelele de ferită sunt utilizate pe scară largă pentru a potrivi rezistențele de ieșire și de intrare ale cascadelor dispozitivelor cu tranzistori. În acest caz, rezistențele active și reactive sunt transformate. Datorită acestuia din urmă, acest dispozitiv poate fi folosit pentru a modifica intervalele de reglare a capacității. Transformatoarele de tragere funcționează cu mult sub 10 MHz.

Concluzie

Celor caredacă sunteți interesat de cum să înfășurați singur un inel de ferită, trebuie avut în vedere că impedanța în serie introdusă de un miez de ferită de în altă frecvență poate fi crescută cu ușurință făcând mai multe spire ale unui conductor pe acesta. După cum sugerează teoria ingineriei electrice, impedanța unui astfel de sistem va crește odată cu pătratul numărului de spire. Dar acest lucru este în teorie, dar în practică imaginea este oarecum diferită din cauza neliniarității materialelor feromagnetice și a pierderilor din acestea.

O pereche de ture pe miez mărește impedanța nu de patru ori așa cum ar trebui, ci puțin mai puțin. Ca urmare, pentru ca mai multe spire să se potrivească într-un filtru de cablu, trebuie ales un inel de o dimensiune evident mai mare. Dacă acest lucru nu este acceptabil, iar firul trebuie să rămână la aceeași lungime, este mai bine să folosiți mai multe filtre.