presenta
Calcolo dei condensatori in vetronite ramata sulle due facce
di IZ1TQI Aldo "de Roderigo" - RCT #030
Può capitare di aver bisogno di un condensatore di piccola capacità (5-100 pF) ad alto isolamento e di non saper come uscirne, in quanto in commercio non si trovano più.
Nel cassetto (senza fondo) della paccottiglia avete delle piastre di vetronite a due facce, ma non sapete le dimensioni da tagliare per ottenere il valore che vi serve, in quanto non conoscete la capacità specifica del foglio in vostro possesso (ovvero pF / cm quadrato).
Non resta che trovare il sistema per il calcolo.
Sappiamo, attraverso la teoria dei condensatori, che la capacità di due superfici metalliche piane affacciate tra di loro (armature) è direttamente proporzionale alla loro superficie ed inversamente proporzionale alla loro distanza, secondo un certo coefficiente (costante dielettrica "ε" che dipende esclusivamente dal materiale che funge da dielettrico o isolante), allora, traducendo il concetto intuitivo in relazione matematica, possiamo scrivere:
Nel cassetto (senza fondo) della paccottiglia avete delle piastre di vetronite a due facce, ma non sapete le dimensioni da tagliare per ottenere il valore che vi serve, in quanto non conoscete la capacità specifica del foglio in vostro possesso (ovvero pF / cm quadrato).
Non resta che trovare il sistema per il calcolo.
Sappiamo, attraverso la teoria dei condensatori, che la capacità di due superfici metalliche piane affacciate tra di loro (armature) è direttamente proporzionale alla loro superficie ed inversamente proporzionale alla loro distanza, secondo un certo coefficiente (costante dielettrica "ε" che dipende esclusivamente dal materiale che funge da dielettrico o isolante), allora, traducendo il concetto intuitivo in relazione matematica, possiamo scrivere:
C =ε * S : d
"S" è la superficie in cm quadrati, "d" lo spessore della vetronite o distanza tra le due facce.
Tutto il problema consiste nel calcolare questa benedetta "ε".
Vediamo subito le grandezze misurabili direttamente e quindi note:
a) la superficie della piastra (in cm quadrati);
b) lo spessore (in mm);
c) con un capacimetro, la capacità totale, che essa presenta così com'è;
l'unica incognita che ci resta e proprio la costante dielettrica "ε", ossia:
ε = C * d : S
il gioco è fatto.
Ipotizzando, ora, il valore pF del condensatore che ci serve non rimane altra incognita che la superficie necessaria, pertanto:
S = C * d: ε
Quanto calcolato sarà valido per quel particolare foglio di vetronite e per qualsiasi altro dello stesso identico spessore, ma il ragionamento è valido anche per qualsiasi altro dielettrico, non ultimo l'aria.
Tutto il problema consiste nel calcolare questa benedetta "ε".
Vediamo subito le grandezze misurabili direttamente e quindi note:
a) la superficie della piastra (in cm quadrati);
b) lo spessore (in mm);
c) con un capacimetro, la capacità totale, che essa presenta così com'è;
l'unica incognita che ci resta e proprio la costante dielettrica "ε", ossia:
ε = C * d : S
il gioco è fatto.
Ipotizzando, ora, il valore pF del condensatore che ci serve non rimane altra incognita che la superficie necessaria, pertanto:
S = C * d: ε
Quanto calcolato sarà valido per quel particolare foglio di vetronite e per qualsiasi altro dello stesso identico spessore, ma il ragionamento è valido anche per qualsiasi altro dielettrico, non ultimo l'aria.
Facciamo l'esempio pratico con valori fittizi:
La vetronite in vostro possesso è di 16,2 cm x 10,5;
lo spessore è di 1,6 mm (misurata con un calibro ventesimale);
la capacità misurata è C = 400 pF:
S = 16,2 * 10,5; S= 170,1 cm quadrati
d = 1,6
ε = 400 * 1,6 : 170,1; ε = 3,762.
Qualora avessimo bisogno di un condensatore da 56 pF:
S = 56 * 1,6 : 3,762; S = 23,81 cm quadrati;
quindi, se stabiliste che un lato del condensatore debba essere di 4 cm dovreste tagliare un rettangolino di:
4 cm * (23,81 : 4) cm, ossia 4 cm * 5,95 cm.
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Per non trascurare nulla, è intuitivo che la forma quadrata o rettangolare è la più comoda, ma nulla vieta, per i più estrosi ed esigenti, di realizzare forme triangolari, circolari, poligonali, trapezoidali, romboidali e chi più ne ha, più ne metta: tutto sta alla fantasia ed abilità dell'individuo. L'unica condizione tassativa è che la piastra di origine sia tagliata secondo una figura regolare di cui sia possibile calcolare la superficie con esattezza, qualora non lo fosse, rendetela voi regolare, con riga e compasso.
"Acta est fabula" (la favola finisce qui), provare per credere; l'approssimazione della realizzazione al valore calcolato si aggira attorno al 1-2%; la percentuale d'errore è così bassa, perchè, infatti, l'errore di un solo picofarad comporterebbe (nel caso sopra calcolato) un errore di 0,42 cmq sulla superficie tagliata, cosa non da poco.
Se avrete necessità di capacità molto precise, comunque cercate di realizzarle con qualche pF in eccesso; verificando poi con il capacimetro, potrete sempre ottenere la capacità desiderata, asportando, con una lima e con giudizio, piccole porzioni di lamina di rame sui bordi delle due facce.
Come potete osservare le dimensioni del condensatore non sono propriamente contenute, ma nelle trappole per antenne multibanda sono più che accettabili, se la qualità della vetronite è buona.
Per economizzare spazio, aumentando la capacità, resta sempre la configurazione a "sandwich":
mettendo uno sull'altro due condensatori uguali; saldando tra di loro le facce affacciate (mettendo, ad es., uno spessore, tra di loro, che ne consenta la saldatura interna) e collegando assieme le altre due facce.
E' chiaro che, se non ha importanza l'ingombro, con pazienza, si possono realizzare condensatori di qualsiasi capacità, tenendo per fermo il principo che "ad impossibilia nemo tenetur", (nessumo è tenuto all'impossibile).
Un'ultima raccomandazione è di non tenere la piastra con le dita, quando ne misurerete la capacità totale: falsereste la lettura del capacimetro.
"Acta est fabula" (la favola finisce qui), provare per credere; l'approssimazione della realizzazione al valore calcolato si aggira attorno al 1-2%; la percentuale d'errore è così bassa, perchè, infatti, l'errore di un solo picofarad comporterebbe (nel caso sopra calcolato) un errore di 0,42 cmq sulla superficie tagliata, cosa non da poco.
Se avrete necessità di capacità molto precise, comunque cercate di realizzarle con qualche pF in eccesso; verificando poi con il capacimetro, potrete sempre ottenere la capacità desiderata, asportando, con una lima e con giudizio, piccole porzioni di lamina di rame sui bordi delle due facce.
Come potete osservare le dimensioni del condensatore non sono propriamente contenute, ma nelle trappole per antenne multibanda sono più che accettabili, se la qualità della vetronite è buona.
Per economizzare spazio, aumentando la capacità, resta sempre la configurazione a "sandwich":
mettendo uno sull'altro due condensatori uguali; saldando tra di loro le facce affacciate (mettendo, ad es., uno spessore, tra di loro, che ne consenta la saldatura interna) e collegando assieme le altre due facce.
E' chiaro che, se non ha importanza l'ingombro, con pazienza, si possono realizzare condensatori di qualsiasi capacità, tenendo per fermo il principo che "ad impossibilia nemo tenetur", (nessumo è tenuto all'impossibile).
Un'ultima raccomandazione è di non tenere la piastra con le dita, quando ne misurerete la capacità totale: falsereste la lettura del capacimetro.
73's de IZ1TQI Aldo "de Roderigo" - RCT #030
CONDENSATORE A SANDWICH...!
"Venghino Siori, venghino: l'entrata è libera, l'uscita a pagamento. Più persone entrano più animali escono".
"Venghino Siori, venghino: l'entrata è libera, l'uscita a pagamento. Più persone entrano più animali escono".
PUBBLICATO IL 11.9.2011