Materiali magnetici
Permeabilità
Permeabilita iniziale
la permeabilita iniziale μi indica la facilita con cui il materiale si magnetizza se immerso in un campo magnetico. e' calcolata a basso flusso (< 10 gauss) e frequenza come:
μi = B/( μ0*H)
Permeabilita complessa
La permeabilita' complessa descrive il comportamento del materiale al variare di frequenza, temperatura e densita di flusso
Permeabilita reale
μ′
Permeabilita immaginaria
μ′′
Perdita nel materiale
La tangente di perdita μ′′/μ′ (espressa spesso come Tan(δ)) e' il rapporto tra l'energia accumalata e l'energia persa nell'induttore. Essa e' il reciproco del fattore di qualita' Q.
Spesso viene espressa come fattore di perdita (Tan(δ)/μi).
Flusso di saturazione
Per contenere le perdite dovute all'isteresi, la densita di flusso non deve superare i limiti dettati dal materiale usato.
Il numero minimo di spire degli avvolgimenti e' pari a: volt/(π ⋅ f ⋅ Bsat ⋅ sez)
Dove:
- f - frequenza in hertz
- Bsat - limite di saturazione in Tesla
- Sez - sezione magnetica in m^2
Temperatura di Curie
E' la temperatura oltre la quale si verifica un cambiamento permanente delle caratteristiche del materiale magnetico, che passa da un comportamento ferromagnetico a paramagnetico.
Il nucleo va dimensionato in modo da non raggiungere mai questa temperatura.
Scelta del materiale
Combinando la permeabilità del materiale e le dimensioni fisiche del nucleo si ottiene il fattore di induttanza, indicato con AL, spesso direttamente indicato dai produttori. Conoscendo AL e il valore di induttanza richiesto, si puo ottenere il numero di spire necessarie tramite la formula 1000⋅sqrt(μH/(AL⋅1000)).
Purtroppo la denominazione dei materiali ferromagnetici non e' standardizzata. Spesso viene usato come riferimento il numero usato dal produttore Fair-Rite, qui di seguito indicato da #. Per districarsi si possono usare tabelle di equivalenza come questa.
- #31 - µ 1500 adatto a partire da 0,5MHz, ma alte perdite e scarsa tenuta in potenza. sconsigliato.
- #43 - µ 800 ok tra 3 e 50 MHz, media permeabilità, facilmente reperibile come materiale radiantistico in ogni forma e dimensione.
- #52 - µ 250 facilmente reperibile all'interno degli alimentatori switching ATX per PC, ha permeabilità bassa. Il piu comune, blu e verde, e' il T106-52 (Al=95)
- #73 - µ 2500 bassa tenuta in potenza
- #77 - µ 2000 poco diffuso, e' ok tra 0,5 e 15 MHz
- #78 - µ 2300 idem con patate
- N67, N87 - µ 2100, max 490 mT, 25-500kHz, piu' o meno equivalenti al #77. consigliati solo al di sotto di 1MHz.
- N49 - µ 1500, max 490 mT, 300-1000kHz
- N59 o PC200 - µ 800, max 480 mT, 700-4000kHz
| Materiale | µi | (Tan(δ)/µi)/freq | Bs | Tc | Frequenza | Note |
|---|---|---|---|---|---|---|
| #31 | 1500 | 20/0,1 | 130 | Pensato per soppressione disturbi, alte perdite. | ||
| #52 | 250 | 45/1 | 250 | facilmente reperibile all'interno degli alimentatori switching ATX per PC. Il nucleo piu comune, blu e verde, e' il T106-52 (Al=95). | ||
| #43 | 800 | 250/1 | 130 | facilmente reperibile come materiale radiantistico in ogni forma e dimensione. | ||
| N87 | 2200 | 210 | 25-500kHz |