¿Cómo funciona un terminador de alambre con núcleo de ferrita para reducir la EMC?

Se hizo la siguiente pregunta en el superusuario: ¿Qué es ese cilindro en los cables?

¿Cómo funciona ese cilindro? Por lo que puedo decir, incluso si pones uno en cada extremo del cable, cualquier señal de HF debería pasar directamente.

¿Existe un circuito equivalente que muestre mejor los principios?

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Estaba asumiendo en mi pregunta que el cable pasa a través de un anillo hecho de ferrita. Por supuesto, existe la otra posibilidad de que se enrolle alrededor de la ferrita, creando un inductor (muy pequeño, muy baja inductancia) en serie con el cable. ¿Es eso así?

Las ferritas reducen la radiación electromagnética al reducir las corrientes de modo común.

Primero, ¿por qué reducir las corrientes de modo común reduce la radiación? Si tiene dos cables paralelos que transportan corrientes iguales y opuestas, es decir, no hay corrientes de modo común, entonces a distancias significativamente mayores que la distancia entre los cables, los campos eléctricos y magnéticos creados por los cables se cancelan. Por lo tanto, no hay campo neto, por lo que no puede haber radiación. Ver línea de transmisión de doble cable .

Entonces, ¿ cómo una ferrita reduce las corrientes de modo común? Aunque el cable puede atravesar la ferrita solo una vez, todavía forma un inductor. Pasar el cable a través de la ferrita más veces solo aumenta la inductancia. Ves esto a veces:

pero dado que los cables involucrados son a menudo voluminosos, y es difícil hacerlo con maquinaria automatizada, generalmente es más fácil usar un núcleo más grande:

De manera esquemática, un par de cables que pasan a través de una ferrita se ve así:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Simplemente Echemos un vistazo a la mitad de esta forma aislada, solo una . Cualquier corriente en A inducirá un campo magnético en el núcleo, al igual que un inductor ordinario. Por lo tanto, obtienes una impedancia creciente con frecuencia creciente, tal como lo harías con cualquier inductor.

$I_A = -I_B$

Por lo tanto, esta disposición, llamada estrangulador de modo común , presenta una alta impedancia a las corrientes de modo común y una baja impedancia a las corrientes de modo diferencial. La alta impedancia del estrangulador evita que se desarrollen corrientes significativas en modo común, y las ferritas para estas aplicaciones están diseñadas para tener pérdidas, por lo que los voltajes en modo común se convierten principalmente en calor en el núcleo.

En cables apantallados, la ferrita logra lo mismo, aunque de una manera ligeramente diferente. Por lo general, las señales de alta frecuencia que viajan en un cable blindado se verán obligadas a viajar en el exterior del escudo por efecto de la piel . Sin embargo, si hay corriente en una dirección de un conductor dentro de la pantalla, entonces la corriente de retorno en la pantalla se atraerá a la superficie interna de la pantalla. Es, en efecto, una jaula de Faraday , pero en este caso estamos evitando que los campos del interior salgan, en lugar de que los campos del exterior entren. Vea el cable coaxial .

Sin embargo, esto solo funciona si hay corrientes exactamente iguales y opuestas en el escudo y los conductores en él. Cualquier corriente de blindaje no balanceada por la corriente interna del conductor viajará por el exterior del blindaje. Si se sujeta una ferrita alrededor del cable, esto forma un inductor. Pero, este inductor solo se ve por las corrientes en el exterior del escudo, y estas son las corrientes que no desea, porque existen solo cuando hay corrientes de modo común, y son las únicas corrientes que tienen un campo externo al cable, y por lo tanto el potencial de irradiar.

Es un inductor de modo común, uno con un solo giro. Las señales diferenciales no se ven afectadas, las señales de modo común se atenúan.

El material de ferrita utilizado en estas cosas presenta una alta impedancia al ruido de modo común de alta frecuencia (MHz y superior), por lo que generalmente se los ve en los cables de alimentación de CC y en los cables planos que transportan señales de frecuencia relativamente baja.