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26. November 2018

Informationen zu Ferritkernen

Ein Ferritkern ist ein Bauteil aus dem Material Ferrit, welches als Kern einer Spule deren Induktivität erhöht beziehungsweise das magnetische Feld führt. Der Kernspeicher wurde im Jahr 1949 als eine Art der magnetischen Datenspeicherung erfunden. Das ersetzte teilweise die sogenannte „Williamsröhre“ und wurde vor wenigen Jahrzehnten durch den Halbleiter-speicher abgelöst.

Kernspeicher nutzten magnetisierbare Ferrit-Ringkerne. Alle anderen Ferritkerne bestehen aus weichmagnetischem Ferrit, aus Ferrit, der nahezu keine Dauermagneteigenschaften aufweist. Das Wissen zum Thema Ferritkerne hilft dabei elektromagnetische Interferenzen zu erkennen.

Ferritkern als Entstörfilter

Elektronische Geräte, die hochfrequente Einflüsse hervorrufen, wie zum Beispiel Computer, sind dazu in der Lage hochfrequente Energie über die Kabel abzustrahlen. Dabei wird die Störung als sogenannte „Mantelwelle“, als Störung aus dem Gerät geleitet und vom angeschlossenen Kabel abgestrahlt. Das gesamte Kabel beziehungsweise dessen Abschirmung wirkt bei diesem Vorgang als Antenne.

Um solche Störungen entsprechend zu reduzieren, werden die Kabel im Querschnitt durch einen Kern aus Ferrit geführt. Für die Störung wirkt diese Anordnung ähnlich einer Drossel mit einer beziehungsweise mit mehreren Windungen. Das Nutzsignal trifft auf keine Induktivität, weil sich die Magnetfelder der auf unterschiedlichen Adern im Kabel hin- und zurückfließenden Ströme kompensieren.

Zum nachträglichen Anbringen von Kernen zum Entstören von Leitungen gibt es geteilte Ferrite, sogenannte Ring- und Flachbandkabelferrite. Diese können an elektrischen Leitungen angebracht werden. Diese Mantelwellenfilter werden oftmals als sogenannte „Klappferrite“ bezeichnet.

Erfolgreiche Störunterdrückung durch Ferritperlen

Um hochfrequente Störungen entsprechend zu dämpfen, die Signale von geringer Frequenz oder Gleichspannungen führen wie zum Beispiel Versorgungsleitungen für Strom oder Leitungen von seriellen Schnittstellen, werden die Signaladern einzeln durch die Ferritperlen geführt. Andere Bezeichnungen dafür sind zum Beispiel Dämpfungsperle. Es gibt aber auch Kerne mit mehreren Löchern, die bereits Drähte enthalten.

Ferritkerne wodurch Leiter geführt werden, wirken ähnlich einer Drossel mit relativ geringer Induktivität. Bei hohen Frequenzen wirkt ein solches Bauteil wie eine Induktivität mit ziemlich großen Verlusten und hohem Blindwiderstand. Die Verluste unterbinden aber auch Resonanzen mit Parasitär- und Leitungskapazitäten. Deshalb eignen sich Induktivitäten mit hoher Güte nicht wirklich gut als Störfilter.

Ferritperlen dämpfen Störimpulse mit hoher Frequenz auf Signal- und Versorgungsleitungen beziehungsweise reduzieren sie das Austreten aus dem entsprechenden Gerät bzw. die Verbreitung auf den angeschlossenen Leitungen. Die steilen Flanken und Überschwinger des Signals werden entsprechend flacher und reduzieren die Störungen. Auch die Drahtbeine von elektronischen Bauelementen werden im Falle des Falles damit ausgestattet, um Störungen bereits am Ort ihres Entstehens zu reduzieren.

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