Voir aussi : électromagnétisme - Loi de Lenz - électro-aimant et tension induite - les tores - Les baluns -

Le ferrite constitue avec la poudre de fer agglomérée le matériau qui permet de réaliser une grande variété de composants magnétiques utilisés en électronique et en radio (circuits sélectifs, filtrage, antiparasitage...). Le "tore ferrite" est un de ces composants que le radioamateur utilise dans ses montage.

Le ferrite est une céramique obtenue à partir d'oxydes de fer auxquels s'ajoutent des oxydes ou carbonates de nickel, zinc, magnésium, cuivre, manganése... moulés sous différentes formes (tube, tore, perle...) sous une très forte pression puis portés à très haute température (plus de 1000 degrés).
L'objet obtenu est très dur, fragile comme du verre et peut être usiné avec une bonne précision. La densité du ferrite est d'environ 4,5 à 5. Sa couleur va du gris au noir.
Ces matériaux sont aussi appelé "ferrites doux" parce qu'ils se laissent aimanter facilement. Leur perméabilité magnétique est une de leurs caractéristiques les plus importantes qui varie dans de grandes proportions sous l'influence de la température, de l'induction...
La perméabilité initiale (µi) donnée dans les catalogues est celle qui est mesurable à un très faible niveau d'induction (B=10 gauss = 1milli tesla), à une fréquence de 10kHz et à une température de 25°C. La valeur fournie est généralement affectée d'une tolérance de + ou - 20% En pratique cette perméabilité initiale n'est qu'un élément de comparaison des tores, la perméabilité dans la gamme de fréquences d'utilisation est la seule intéressante. Elle dépend de nombreux facteurs (température, induction...)
Le point de Curie, température à laquelle les propriétés magnétiques du matériau se détériorent fortement, est beaucoup plus basse que celle du fer. Il se situe entre 100 et 500°C.
Les pertes (en W/cm3) augmentent fortement avec la fréquence et l'induction. Elles dépendent aussi étroitement du matériau utilisé.
Bien qu'il soit possible de réaliser avec les éléments chimiques cités plus haut une infinité de nuances de ferrite, on ne rencontre généralement que deux types de ferrites convenant bien aux applications HF. Il s'agit des ferrites Zinc-Manganèse (MnZn) et Zinc-Nickel (NiZn)

ferrites Zinc-Manganèse

Gammes de fréquences relativement basses, généralement inférieures à 2 MHz
Résistivité assez faible (mais énormément plus élevée que celle du cuive), inférieure à quelques ohm.mètre. Elle est compensée éventuellement par l'application d'un revêtement isolant (vernis...) permettant l'utilisation de fils conducteurs nus ou faiblement isolés. Cette résistivité décroît fortement lorsque la fréquence ou la température augmentent.
Point de Curie : 100 à 300°C
Perméabilité initiale élevée, couramment comprise entre 1000 et 20000
Quelques références commerciales : 3xxx de Ferroxcube, A, D, G, J, W, H de Magnetics, 33, 73, 77, F, J/75, W, H de Amidon, Fermalites 1004, 1014, 2005, 3001 de LTT, H5C5 de TDK

ferrites Zinc-Nickel

Gammes de fréquences plus élevées que les ferrites MnZn, allant de 200 kHz à 200 MHz
Résistivité très élevée, de l'ordre de 10 kW.m, ce qui limite les pertes par courant de Foucault.
Point de Curie : 150 à 450°C
Perméabilité initiale plus faible que les ferrites MnZn, comprise entre 10 et 1500
Quelques références commerciales : 4xxx de Ferroxcube, Fernilites 1102 à 1124 de LTT, 43, 61, 64, 67, 68, K de Amidon

Perméabilité en fonction de T°C

Suivant le type de matériau la perméabilité magnétique des ferrites peut varier nettement en fonction de la température.
A titre d'exemple, voici la courbe de variation de la perméabilité en fonction de la température de la nuance D de Magnetics, un ferrite au zinc-manganèse dont le point de Curie est à 145 °C et la perméabilité initiale µi = 2000.
La perméabilité chute brutalement lorsque la température dépasse le point de Curie.


Perméabilité en fonction de la fréquence

Toujours avec le même ferrite (nuance D de Magnetics ZnMn), voici un exemple de variation de la perméabilité initiale en fonction de la fréquence. En règle générale la perméabilité des ferrites diminue avec la fréquence mais la courbe ci-contre est particulière à ce ferrite dont la fréquence limite annoncée est de 4 MHz.

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