Zalety i wady rdzeni ferrytowych
Rdzenie ferrytowe niezmiennie od wielu lat znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle elektrotechnicznym, w tym produkcji transformatorów, przewodów, obwodów do analogowego i cyfrowego przesyłu danych. Te niewielkich rozmiarów elementy optymalizują działanie różnego rodzaju urządzeń oraz ich podzespołów. Jakie są więc główne zalety ferrytów manganowo – cynkowych i niklowo – cynkowych? Co zaś stanowi wadę rdzeni ferrytowych? Na te pytania odpowiemy w naszym artykule.
Ferryty, czyli niewielkich rozmiarów elementy wykonane na bazie tlenków żelaza, mogą mieć różne zastosowanie oraz kształty, zależne od zakresu mocy urządzeń czy podzespołów, dla których są projektowane. Rdzenie o kształcie kubełkowym, skrzydełkowym, a także o formie litery U oraz podwójnej E mają jedną główną zaletę – zapewniają kompatybilność elektromagnetyczną urządzeń. Wadą ferrytów jest zaś ich kruchość oraz niskie wartości indukcji nasycenia i straty mocy histerezowe, a także wiroprądowe.
Kompatybilność elektromagnetyczna rdzeni ferrytowych
Jak podkreśla Dariusz Zawadyl z firmy Geomet – dystrybutora marki Ferroxcube, rdzenie ferrytowe od lat cieszą się niegasnącym zainteresowaniem producentów branży elektrotechnicznej, którzy cenią wysoką rezystywność tych elementów. Duży opór właściwy rdzeni skutkuje tym, że generowane są stosunkowo niewielkie straty mocy wiroprądowe, a jednocześnie eliminowany jest problem różnego rodzaju zakłóceń wewnątrz obwodów.
W celu zapewnienia kompatybilności elektromagnetycznej urządzeń oraz ich poszczególnych przewodów ferryty poddawane są starannej obróbce termicznej, dzięki czemu zyskują również wysoki poziom przenikalności magnetycznej, a to z kolei wpływa bezpośrednio na mniejsze straty mocy wewnątrz obwodów.
Straty mocy w rdzeniach ferromagnetycznych
Podczas użytkowania rdzeni ferrytowych mogą nastąpić dwie zasadnicze straty mocy: histerezowe oraz straty wiroprądowe. Wzrastające natężenie pola magnetycznego wywołuje wzrost indukcji, a tym samym przemagnesowanie i powstawanie pętli histerezy magnetycznej, której efektem jest gromadząca się energia cieplna.
Z magnesowaniem rdzenia wiążą się też straty wiroprądowe, powstałe na poziomie różnych jego warstw. Tego typu straty są następstwem przepływu zmiennych prądów wirowych, indukowanych w zewnętrznym polu magnetycznym. Problem start wiroprądowych można jednak częściowo lub całkowicie wyeliminować między innymi poprzez zwiększanie oporu właściwego rdzenia.
