Materiali magnetici

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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:

(L/(4*π*N^2))*(Le/Ae)*10^10

Permeabilita complessa

Permeabilita reale

μ′s

Permeabilita complessa

μ′′s

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

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)).

Altri parametri importanti del materiale sono la temperatura di Curie che determina la massima potenza applicabile e la resistivita e l'isteresi che determinano la frequenza di utilizzo.

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).

Riferimenti