presenta
Su quale frequenza oscilla questa bobina?
ovvero il dubbio algebrico shakespeariano:"Two be or not two be?"; "2b o no 2b?"
di IZ1TQI Aldo (de Roderigo) - RCT #030
So che tanti di voi si annoiano a seguire i ragionamenti e le formule che vado illustrando e preferirebbero delle tabelle pratiche belle e pronte, tuttavia, credetemi, se farete un piccolo sforzo, varrà certamente la soddisfazione che ne trarrete, nel contempo mi sforzerò di essere ancor più semplice delle mie già semplici cognizioni elettroniche.
Se poi vi può servire d'incoraggiamento e di sprone, sappiate che io provengo da un Liceo Classico (sì vecchia maniera, ma pur sempre agli antipodi dell'elettronica).
Il circuito presentato vi permetterà di fare oscillare qualsiasi bobina, da un minimo di 10000 Hz fino ad un massimo di 400 MHz, naturalmente se il circuito sarà realizzato in maniera perfetta, altrimenti potrete raggiungere al massimo i 100-150 MHz, ma è tutto grasso che cola.
Pertanto se applicherete un frequenzimetro all'uscita del dispositivo (fra C6 e massa), potrete leggere direttamente la frequenza su cui lavora il solenoide in esame.
La provenienza è la solita: un vecchio numero di Nuova Elettronica , il cui pregio è di essere rigorosa e al contempo chiara; facile e scritta e descritta i maniera magistrale.
Nel circuito ho previsto, di mia iniziativa, un condensatore variabile, che, già collegato al circuito, andrà tarato con un capacimetro, segnando sulla scala, in corrispondenza della manopola, i valori progressivi di capacità, ma questo andrà fatto senza collegare alcuna bobina sull'ingresso e a circuito non alimentato.
Per la cronaca, il condensatore variabile, da me usato, è in miniatura ad aria da 180 pF; è fissato sulla basetta e sulla scatola, dalla quale fuoriesce il perno del rotore; in esterno, naturalmente, sono fissati anche i morseti stringicavo, collegati all'ingresso dell'apparecchio, di cui uno isolato e l'altro a contatto con il contenitore metallico, i collegamenti con la basetta sono cortissimi, addirittura le loro viti, dalla parte interna, toccano quasi la basetta stessa
.
Per la precisione, noterete che, a variabile completamente aperto, leggerete la capacità residua propria del variabile, sommata con le capacità parassite del circuito, che normalmente raggiungono i 5-10 pF.
Sarà bene realizzare l'uscita con un bocchettone per R.F. con il centrale collegato a C6 e il corpo metallico al contenitore, mentre sarà bene realizzare l'ingresso, come ho anticipato, con due morsetti stringicavo per alimentatori, sui quali inserire e bloccare il solenoide in esame, uno collegato al collettore di TR1 e al gate di FT1 e l'altro fissato a massa.
Il collegamento al bocchettone dev'essere in cavo coassiale da 50 Ohm, ma con il filo interno, la calza andrà collegata solo al circuito; inoltre la massa del circuito dovrà essere collegata al contenitore in un solo punto, nel mio caso il contatto è ottenuto con la carcassa del variabile .
Considerato l'esiguo assorbimento di corrente, l'alimentazione può essere ottenuta per mezzo di una pila da 9 volt; non necessita di alcuna taratura; se non avete commesso errori, funzionerà immediatamente.
Realizzato il tutto, dopo aver inserita la bobina sui morsetti, avrete come valori noti:
a) la capacità in parallelo alla bobina, che leggerete sulla scala del variabile;
b) la frequenza di oscillazione, che leggerete sul frequenzimetro;
di conseguenza troverete l'induttanza del solenoide in prova con la solita formula:
(1) f in MHz = 159,155 : √( pF : microHenry); vi ricordo che per esprimerci in MHz, microHenry e pF: [(1 : 2π) x 1000] = 159,155;
(2) f in KHz = 159155 : √( pF : microHenry); vi ricordo che per esprimerci in KHz, microHenry e pF: [(1 : 2π) x 1000000] = 159155
e, in ultima analisi:
(3) microHenry = 25330 : ( pF x MHz² ); vi ricordo che per esprimerci in microHenry , MHz e pF: [(1 : 4π² ) x 1000000] = 25330;
(4) milliHenry = 25330 : ( mF x KHz² ); qui ci esprimiamo in milliHenry, KHz e milliFarad e quindi vale come sopra: [(1 : 4π² ) x 1000000] = 25330;
Facciamo un esempio: con una capacità del variabile di 100 pF, la bobina incognita oscilla alla frequenza di 4,55 MHz, quale sarà l'induttanza?
25330 : ( 100 x 4,55 x 4,55) = 13,23 µH, usando la formula 3.
Chiaramente, per frequenze molto basse, sarà necessario porre in parallelo alla bobina in prova un condensatore fisso di capacità nota: ad esempio:
con un condensatore da 2,2 µH, il solenoide in prova oscilla a 38,5 KHz , qual è l'induttanza?
25330 :( 2,2 x 38,5 x 38,5 ) = 7,76 mH, usando la formula 4.
Ma quello che più importa è stabilire se, costruendo una bobina calcolata in via teorica con un certo condensatore, essa oscilli veramente sulla frequenza desiderata, oppure è importante trovare il condensatore adatto a farla oscillare sulla frequenza voluta.
Vi rinfresco intanto la formuletta per calcolare un solenoide rettilineo ad un solo strato:
[(1010 * µH *( L + 0,45)]
(5) N² = D ed N = √ N²;
D
N è il numero delle spire; L la lunghezza del solenoide in mm; D il diametro in mm; µH è l'induttanza in microHenry.
A questo punto non dovrebbero esserci più dubbi, ma se ve ne fossero vi riassumo, ancora una volta, le formulette utili:
volete conoscere, ma questo non c'entra con il dispositivo, l'induttanza ( in µH ) di una bobina che abbia una certa reattanza XL (essendo trascurabile la resistenza, XL = ZL ):
(6) ZL = 2π * H * f.
Ad esempio vi serve un solenoide da 50 Ohm di impedenza (il primario di un bal-un, avvolto in aria) sulla frequenza di 28,5 MHz;
la stessa cosa è fattibile per l'avvolgimento d'antenna, ricordando che il rapporto di trasformazione va con il quadrato del rapporto tra le spire dei due avvolgimenti:
H = ZL____
2π f
H in µH; ZL in Ohm; f in MHz;
50 : ( 6,28 x 28,5 ) = 0,279 µH.
Oppure dovete calcolare l'induttanza di una trappola per i 14,1 MHz, con un condensatore da 56 pF in parallelo:
25330 : ( 56 x 14,1 x 14,1 ) = 2,275 µH, usando la formula 3;
ora vediamo il numero di spire su di un diametro di 50 mm e una lunghezza del solenoide di 50 mm:
N² = [1010 * 2,275 * ( 50 + 0,45 )
50
50
N² = 66,634 ossia N = √ N² = 8,16 spire.
Dopo aver realizzato la bobina, disponete il condensatore variabile del marchingegno (naturalmente dopo averlo acceso) per un valore di 56 pF e provate il vostro solenoide.
Nel caso leggeste una frequenza diversa da 14,1 MHz, non resterebbe che modificare o le spire della bobina o il valore del variabile e trovereste comunque l'accordo desiderato, venendo a conoscenza, in pratica, del valore esatto di capacità e del numero esatto di spire.
Lo scarto di accordo, dopo aver montato la trappola sull'antenna, non è determinante.
In conclusione, qui lo dico e qui lo nego: "Il gallo, la scimmia e la mosca tze-tze...son sempre dispari, essendo tre!"