Ferrita o polvo de hierro? ¿Cómo sé de qué está hecho un núcleo desconocido?

La mayoría de las veces, cuando necesito un inductor pequeño, trato de encontrar el núcleo necesario en mi caja de chatarra. Dependiendo de lo que esté tratando de construir (RF, potencia, ...), un núcleo de ferrita o un núcleo de polvo de hierro podría ser la mejor opción.

Por completitud, ...

  • Las ferritas magnéticamente blandas, tal como se utilizan para las aplicaciones de energía o RF de hoy en día, son partículas sinterizadas de, en su mayoría, composiciones de MnZn o NiZn. ( Sección de Wikipedia sobre cómo se hacen )

  • Los núcleos de polvo de hierro se producen pegando pequeñas partículas de hierro con resina epoxi u otro pegamento polimérico. Los he visto casi exclusivamente como toroides. Las principales aplicaciones parecen ser los filtros de entrada de frecuencia de red y las etapas PFC (elevadoras) a frecuencias bajas a moderadas, no tanto los transformadores SMPS. Una gran ventaja parece ser el hecho de que puedes construir toroides con un espacio de aire distribuido a lo largo de todo el anillo.

Soy consciente de que existen muchos tipos diferentes de ferrita y polvo de hierro ( y puede ser interesante probarlos también ), y las diferencias sí importan, pero digamos que solo estoy pirateando un circuito de prueba de concepto y don No importa las pérdidas exactas o las propiedades de saturación.

Aún así, quiero evitar errores realmente graves como usar polvo de hierro cuando construyo un balun de antena. En otro momento, un núcleo de polvo de hierro puede ser perfecto y un núcleo de ferrita puede ser una mala idea.

Centrémonos en toroides simples de diferentes tamaños, para empezar, porque así es como se ven la mayoría de los núcleos de polvo de hierro.

¿Existe una prueba fácil y algo confiable que le diga si su núcleo está hecho de ferrita o polvo de hierro?

¿Como enrollar diez o veinte vueltas de cable en el núcleo, aplicando cuidadosamente un voltaje rectangular (ciclo de trabajo bajo, a través de un MOSFET de potencia, usando un diodo de rueda libre) a este inductor y observando el punto de saturación en la corriente del inductor?

¿O probando el inductor con un barrido sinusoidal hasta unas decenas de MHz en un circuito apropiado?

Además, ¿a veces puede darse cuenta simplemente con una inspección visual? Por ejemplo, ¿ estos códigos de color también los utilizan otros fabricantes?

¿Podemos (deberíamos) fusionar esto con electronics.stackexchange.com/questions/12594/… ? Ups. Acabo de ver el anexo de Andy Aka.
@BobbiBennett Las preguntas no son las mismas en realidad, por lo que no me gustaría fusionarlas. El del enlace trata sobre las diferencias entre varias ferritas, este trata sobre las diferencias entre las ferritas (en general) y los núcleos de polvo de hierro (en general). Para aquellos que no están familiarizados con cada uno: si estuviéramos hablando de capacitores en lugar de núcleos magnéticos, esta pregunta aquí es comparable a preguntar sobre tapas de cerámica versus tapas de película metalizada, y la otra pregunta sería sobre tipos de tapas de cerámica (C0G, X7R , ...).

Respuestas (1)

No se puede saber por inspección visual, eso es seguro porque algunos de ellos están lacados/pintados e incluso aquellos que no lo están tienden a verse gris oscuro. Lo que está preguntando es realmente difícil de entender porque hay muchas características que parecen iguales entre dos ferritas en una frecuencia pero son muy diferentes en otra. Si todavía está interesado, intentaré decirle lo que haría (lo que realmente haría es tirar todas mis ferritas sin marcar/sin marcar a la basura y comprar algunas más).

Consideraría enrollar (digamos) 5 vueltas igualmente espaciadas y colocar la bobina en un circuito para ver cuál era su inductancia, tal vez un oscilador colpitts con algunas tapas que se pueden encender y apagar. Tal vez incluso haga un filtro de paso de banda y vea dónde resuena si tiene un generador de señal.

El primer tipo de resultado que le indicará es la inductancia del núcleo de la herida. Luego, utilizando la relación cuadrática entre giros e inductancia, puede deducir su "permeabilidad efectiva". Esto debería permitirle reducir el tipo de núcleo a una gama de posibilidades.

Debe evitar las "frecuencias de prueba" significativamente superiores a 100 kHz y preferiblemente más como 10 kHz; esto es para reducir la capacitancia parásita que le genera errores.

De acuerdo, hasta ahora, es posible que haya determinado la "permeabilidad efectiva" aproximada del núcleo, PERO hay muchos proveedores con materiales muy diferentes que tendría que leer para tratar de identificar la pieza, así que a continuación consideraría ver cómo el la indctancia varió con la temperatura.

No necesita probar en un amplio rango, tal vez solo 25ºC a 50ºC le daría una oportunidad decente para tratar de descubrir la ferrita. Use la idea del oscilador/filtro mencionada anteriormente y una temperatura controlada; es casi seguro que la inductancia aumentará con la temperatura, aunque hay un pequeño porcentaje que se mantendrá estable o disminuirá, pero esto le dará otra característica reveladora de la ferrita.

Así que ahora tiene la permeabilidad efectiva y una idea de cómo se ve su característica de temperatura. Escanear a través de los sitios web de varios proveedores podría reducir la ferrita a unos cinco o diez tipos.

Va a ser un proceso largo de esta manera y es posible que nunca descubras qué es lo que está sentado en tu caja de chatarra. Supongo que si su permeabilidad efectiva es baja, es probable que sea muy estable a la temperatura (es decir, bueno para filtros de hasta (digamos) 1MHz) o podría tener pérdidas muy bajas de hasta más de 50MHz. La prueba de temperatura que apenas indicó cambios en la inductancia a 25ºC podría indicarle que es un material como el 3D3 de Ferroxcube: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

También se muestra 3C90 para comparar. 3D3 tiene una curva plana de inductancia/permeabilidad frente a la temperatura; probablemente cambiando algo así como un 5% en un cambio de 25ºC alrededor del ambiente. 3C90 probablemente cambia alrededor del 20%. También tiene una permeabilidad mucho mayor. ¡Reconocería estas dos ferritas por sus características!

Creo que definitivamente me he convencido de tirar todas las ferritas irreconocibles a la basura.

En pocas palabras: si tiene un circuito de destino, pruébelo.

EDITAR Además, aquí hay una pregunta / respuesta sobre el intercambio de pilas EE que también podría ser útil o provocar algunas otras ideas.

¿No es esta respuesta sobre varios tipos de ferritas? Estoy de acuerdo en que la información que proporciona es valiosa, pero espero encontrar algunos consejos sobre cómo seleccionar núcleos de ferrita frente a núcleos de polvo de hierro. Probablemente, las propiedades de saturación podrían ser útiles (¿afiladas para ferritas, suaves para polvo de hierro?), pero tal vez alguien tenga experiencia para compartir...
Ferrita o polvo de hierro? ¿Cómo sé de qué está hecho un núcleo desconocido?
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