Materiali magnetici

Permeabilità

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)).

Permeabilità 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)

Permeabilità complessa

La permeabilità complessa descrive il comportamento del materiale al variare di frequenza, temperatura e densità di flusso

Permeabilità reale

μ′

Permeabilità 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

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.

Ferriti

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.
#73	2500					bassa tenuta in potenza
#77	2000			200
N87	2100		490 mT	210	25-500kHz
N59 o PC200	800		480 mT	210	70-4000kHz
N49	1500		490 mT	210	300-1000kHz

Polvere di ferro

Materiale	µi	(Tan(δ)/µi)/freq	Bs	Tc	Frequenza	Note
2P40	40	1500/0,1	950	160
2P50	50	1500/0,1	1000	160
2P65	65	1000/0,1	1150	160

Riferimenti

• https://product.tdk.com/info/en/catalog/datasheets/ferrite_summary_en.pdf