Los núcleo de ferrita son cuentas o toroides compuestas de un material de alta permeabilidad magnética (capacidad de crear flujo magnético), bajas pérdidas de hierro (pérdida por corrientes de Foucault e histéresis) a altas frecuencias y una baja conductividad eléctrica.
Los compuestos que se usan para la fabricación de nucleos de ferrita son el Mn-Zn y el Ni-Zn. Para la reducción de ruido se usan ferritas de Ni-Zn.
La colocación de núcleos de ferrita abrazando a los cables eléctricos tienen el efecto práctico de que atenuan las corrientes eléctricas alternas no deseadas o corrientes parásitas, atenuando tanto mas cuanto mayor es la frecuencia y no teniendo ningún efecto sobre las corrientes continuas y no siendo apreciable para las señales de B.F. (p.e. audio), pues hacen que se comporte el cable, la parte en la que se colocan, como un inductor.
La inductancia que se genera con un núcleo de ferrita (media vuelta) se puede incrementar si el cable se enrolla alrededor de la misma y también depende de la composición de la ferrita.
Las corrientes parásitas tienen el efecto negativo de generar ruido en la recepción de señales de RF y en la reproducción de audio si son de pequeña intensidad pero pueden llegar a dañar los componentes electrónicos si son de gran potencia. Por otra parte los picos de corriente además pueden provocar errores en el funcionamiento de los dispositivos digitales.
En general se puede considerar que las interferencias llegan al equipo afectado por conducción en el rango de 9 kHz a 30 MHz y por radiación 30-300 MHz (las longitud de los cables menores de 5m actuan como antenas emisoras y receptoras)..
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| Curva de impedancias en función de la frecuencia de diversos núcleos de ferrita TDK del que se comercializan para suplimir interferencias |
Casos prácticos:
- Colocación de un núcleo de ferrita en la salida de cc de una fuente de alimentación que normalmente un par de cables sin mayor protección) atenúa o elimina todas aquellas corrientes no continua y que bien han llegado a través de la instalación eléctrica (p.e. motores, chispas eléctricas, etc.) , se han captado en el cable de alimentación procedentes de fuentes cercanas (p.e. tubos fluorescentes) o se han generado en el proceso de trasnformación y rectificación de la la fuente de alimentación (p.e. rizado). Todas estas corrientes alternas de distintas frecuencias y duración representan ruido.
- Colocación de un nucleo de ferrita en el cable de audio que une la fuente con el reproductor, el amplificador con los altavoces o auriculares, etc. que normalmente son un par de cables sin mayor protección o como mucho un cable blindado con una malla. Aunque las señales de audio tiene frecuencias de entre 50 Hz y 30 kHz estas no se atenuan apenas por el efecto de una ferrita y si las posibles interferencias del entorno.
Experimentando con un cable y una ferrita
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Atenuación de un cable (450 MHz -13 dB; 900 MHz -17 dB)
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Atenuación de un cable con un nucleo de ferrita (450 MHz -14 dB; 900 MHz -23 dB)
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| Atenuación de un cable con una vuelta a un nucleo de ferrita (450 MHz -24 dB; 650 MHz -37 dB; 900 MHz -5 dB) |
Conclusiones
La colocación de nucleos de ferrita en los cables de alimentación de CC y de audio (bajas frecuencias) es beneficiosa y mejora la calidad de las señal recibidas y reproducidas.
Estas medidas deben completarse con otras como la puesta a tierra, blindajes, etc. que se tratan con más profundidad en EMI
Referencias
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