Materiali magnetici
Permeabilità
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′′
Fattore di induttanza
Al = nH/N²
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)).
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.
Geometria
The effective path-length is roughly equal to the average circumference of the ring, i.e.: le ≈ π (D + d) / 2
The effective path area is: Ae ≈ h (D - d) / 2
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 |