Nel mondo radioamatoriale i toroidi sono componenti fondamentali, ma poco conosciuti. Li trovi nei trasformatori, nei balun, negli unun, nei filtri, negli accordatori, negli alimentatori (e la lista potrebbe allungarsi) e quasi sempre svolgono un ruolo estremamente importante. La loro forza sta nella forma: un anello che chiude il flusso magnetico su sé stesso, riducendo dispersioni e interferenze. È proprio questa caratteristica che permette di ottenere induttori con fattore di merito (Q) elevato, e di mantenere stabili le prestazioni anche quando più toroidi sono montati vicini.
Un altro motivo per cui i radioamatori li apprezzano è la compattezza: con poche spire si ottengono induttanze elevate, e questo rende i toroidi perfetti per filtri HF, trasformatori di impedenza e circuiti di adattamento. Non a caso, sono diffusissimi fino alle VHF grazie alla grande varietà di miscele ferromagnetiche (mix) disponibili.

Ma il punto forse più interessante, spesso sottovalutato, riguarda il sistema di antenna. Una buona antenna non è solo “un filo che irradia”: è un sistema in cui bisogna decidere dove deve scorrere la corrente e dove non deve farlo. La corrente di modo comune, ad esempio, è una delle principali responsabili di rumore, distorsioni del diagramma di radiazione e problemi di ROS. E qui i toroidi diventano strumenti preziosi: permettono di costruire choke, balun e unun che guidano la corrente nel percorso corretto, impedendo che ritorni sul coassiale o che si disperda lungo strutture indesiderate. È grazie a loro se un’antenna long wire può essere adattata da 400-600 Ω a 50 Ω tramite un unun 9:1, o se un balun può lavorare in modo stabile su più bande (purché si scelga la miscela giusta, evitando ad esempio di usare un T-200-2 come se fosse universale, dato che ha permeabilità molto bassa).

In altre parole: i toroidi non servono solo a fare induttanze, ma a far sì che la corrente scorra dove deve, quando deve, e con il comportamento che vogliamo noi. Sono strumenti di controllo, ordine e pulizia del sistema radiante.

Ferriti: materiali ad alta permeabilità per RF e soppressione

Le ferriti sono materiali ceramici composti da ossidi di ferro combinati con altri metalli. La loro caratteristica più evidente è la permeabilità molto elevata, che permette di ottenere induttanze significative con poche spire. Questo le rende ideali per choke di modo comune, trasformatori a larga banda e filtri di soppressione EMI.

La loro nomenclatura segue la forma: FT-xx-yy, dove xx è il diametro esterno in centesimi di pollice e yy è il mix (31, 43, 61, …). Il mix è un codice che indica la miscela dei materiali usati per la costruzione, e che determina le caratteristiche fisiche del toroide.  I principali sono questi:

• Il Mix 31 è pensato per le basse HF e per applicazioni di soppressione su banda larga, tipicamente da 1 a 300 MHz (con massima efficacia tra 1 e 30 MHz).
• Il Mix 43 è uno dei più diffusi: funziona bene tra 1 e 50 MHz ed è un compromesso eccellente per choke e trasformatori HF.
• Il Mix 61 ha perdite inferiori alle frequenze più alte e viene usato soprattutto tra 200 MHz e 1 GHz, quindi più in VHF/UHF.
• Il Mix 75, con permeabilità altissima (μi ≈ 5000), è adatto a filtri e soppressione sotto 1 MHz.

Le ferriti, però, hanno un limite: man mano che la frequenza sale, le perdite aumentano rapidamente. Per questo, oltre una certa soglia, si preferiscono materiali più stabili.

Polveri di ferro: materiali a bassa permeabilità per induttori ad alto Q

I toroidi in polvere di ferro sono molto diversi. Qui il materiale non è ceramico, ma una miscela di particelle metalliche isolate tra loro e compresse in forma toroidale. La permeabilità è molto più bassa rispetto alle ferriti, ma le perdite alle alte frequenze sono ridotte, e la stabilità termica è eccellente. Questo li rende perfetti per induttori di potenza, filtri passa-basso HF e VHF, e trasformatori ad alta efficienza.

La loro nomenclatura segue la forma T-xx-yy, dove xx è il diametro esterno in centesimi di pollice e yy è il mix. Esempio: T-50-2 significa un toroide da 0,50 pollici (circa 12,7 mm) di diametro esterno, in mix 2.
Qui i mix sono spesso riconoscibili anche dal colore:

• Mix 2 (rosso): molto usato in HF (2–30 MHz), ideale per filtri passa-basso e induttori ad alta Q.
• Mix 6 (giallo): ottimo in VHF (40–100 MHz), con perdite molto basse.
• Mix 26 (giallo/bianco): pensato per induttori di potenza e filtri switching (1–10 MHz).
• Mix 52 (verde/bianco): un buon compromesso per induttori HF robusti e stabili.

A differenza delle ferriti, dove la colorazione è spesso assente o arbitraria, qui il colore identifica direttamente il mix usato.

Due famiglie, due comportamenti

In sintesi, ferriti e polveri di ferro rispondono a esigenze diverse:

• Le ferriti offrono induttanza elevata e sono perfette per trasformatori e choke, soprattutto quando serve lavorare su bande larghe o sopprimere disturbi.
• Le polveri di ferro privilegiano la stabilità e la bassa perdita, e sono la scelta naturale per induttori di potenza e filtri ad alta efficienza.

La scelta del mix, quindi, non è un dettaglio: è il cuore del progetto magnetico. Un balun larga banda richiede un Mix 31 o 43; un filtro passa-basso HF preferisce un Mix 2; un induttore VHF lavora meglio con un Mix 6; un filtro switching richiede Mix 26 o 52.