O que é Ferrite?

O que é Ferrite?

As ferrites são os principais materiais empregados na construção de núcleos para indutores e transformadores. Um núcleo de ferrite é usado para aumentar a permeabilidade magnética do meio ao redor do componente, desta forma aumentando significativamente a indutância do indutor.

Mas o que é ferrite exatamente? Veremos neste artigo.

Apresentação das Ferrites

Uma ferrite é, basicamente, uma material cerâmico magnetizável. São construídas a partir da mistura de diversas substâncias, na forma de um pó, submetidas a um processo que transforma essa mistura em um sólido com um formato desejado. As substâncias mais empregadas na fabricação de ferrites são os metais de transição, como Níquel, Zinco, Manganês, Cobalto e Ferro, entre outros, sendo o principal material o óxido de ferro Fe₂O₃.

Características gerais das ferrites

No geral, as ferrites possuem a fórmula XY₂O₄, onde X e Y representam metais variados. Exemplos incluem a ferrite de zinco, de fórmula ZnFe₂O₄, e a Magnetita (ferrite “natural”), de fórmula Fe₂O₄.
Algumas das características comuns das ferrites incluem:

• São não-condutivas
• São ferrimagnéticas
• Possuem níveis variados de coercividade
• Possuem baixo custo
• Resistentes à corrosão
• Difíceis de desmagnetizar
• São quebradiças (frágeis)

As primeiras ferrites foram fabricadas no Instituto de Tecnologia de Tóquio, em 1930.

Classificação das ferrites

São classificadas em dois tipos, de acordo com sua coercividade magnética:

• Ferrites “soft” – Materiais cuja magnetização pode ser facilmente revertida sem necessidade de muita energia para reverter sua polaridade, pois possuem baixa coercividade. Possuem alta resistência elétrica, de modo que as perdas por corrente de fuga (corrente de Foucault) são muito baixas. Encontram aplicação na fabricação de bobinas, transformadores e filtros de interferência. Possuem alta resistência à corrosão.

  Composição: Geralmente, as ferrites soft são compostas por uma mistura de óxidos de ferro, zinco, níquel ou manganês.

  Sua coercividade geralmente fica abaixo de 1 kA/m

• Ferrites “hard” – Material mais empregado na fabricação de ímãs permanentes, com alta coercividade. Conseguem reter a polaridade de sua magnetização quando o campo magnético onde estão inseridas é removido. Possuem alta resistência à corrosão.

  Composição: As ferrites hard são fabricadas com materiais como óxidos de ferro, bário e estrôncio. Seu custo é muito baixo, e podem ser encontradas em uma miríade de aplicações, incluindo os populares ímãs de geladeira, prendedores em portas de armários, brinquedos, motores, e tarjetas de cartões magnéticos, entre outros.

  Sua coercividade geralmente é maior do que 10 kA/m.

• Ferrites “semi-hard” – Fabricadas com Cobalto (CoFe₂O₄), possuem propriedades intermediárias entre as ferrites hard e soft. São muito empregadas na fabricação de sensores e atuadores eletrônicos.

Fabricação de uma Ferrite

As ferrites são fabricadas a partir da mistura dos materiais em pó, que são então moldados e aquecidos em um forno a temperaturas entre 1150°C e 1300°C (abaixo de seus pontos de fusão), em um processo denominado sinterização. Os átomos nas partículas de pó se difundem, fundindo-se em uma peça sólida.

Após sua fabricação, a ferrite pode ser colocada em um campo magnético externo para magnetização, dependendo de seu tipo e aplicação.

Permeabilidade da Ferrite

O parâmetro mais importante a se levar em consideração quando escolhemos uma ferrite é sua permeabilidade magnética. A permeabilidade da ferrite irá permitir que o indutor tenha uma indutância mais elevada do que se empregasse apenas um núcleo de ar.

A permeabilidade de uma ferrite pode variar enormemente de um tipo para outro, com níveis que podem variar desde 10 a quase 20.000 ou mais. É necessário consultar o datasheet da ferrite para ter acesso a esse e outros dados de parâmetros importantes, tais como a impedância em determinadas faixas de frequência, temperatura de operação e sua resistência DC (corrente contínua).

Aplicações das Ferrites

As ferrites possuem diversas aplicações em tecnologia, sendo seus usos mais comuns os seguintes:

• Eletrodomésticos
• Eletrônicos de consumo
• Eletrônica automotiva
• Telecomunicações
• Dispositivos de microondas
• Fontes de alimentação
• Aviônica
• Sintonizadores de Rádio Frequência
• Equipamentos de Som e amplificadores

e muitas outras.

No próximo artigo vamos falar sobre uma aplicação muito comum das ferrites: como um filtro para redução de EMI (interferência eletromagnética) e de RF, na forma de contas de ferrite.