|
|
Tekercsek önkapacitásának meghatározása
Minden tekercsnek van önkapacitása, amely úgy jelentkezik, mintha az ideális tekerccsel párhuzamosan egy kondenzátort kapcsoltunk volna. Ez az önkapacitás nagysága befolyásolható a különböző tekercselési módokkal (pl. kereszttekercselés stb.). Az induktivitás mérésekor rendszerint figyelmen kívül hagyjuk ezt az önkapacitást, hiszen a tekercs nem rezonancia frekvenciáján mért váltóáramú ellenállásából következtetünk az induktivitás nagyságára. Rezgőkörök készítésekor szükséges tudni a tekercs önkapacitását, főleg, ha meghatározott frekvencia átfogásra van szükség. Ha egy tekercsből és egy kondenzátorból párhuzamos rezgőkört képezünk, a rezgőkör önfrekvenciája az ismert THOMPSON képlettel számítható (lásd az l-es ábra l-es képlet). A C kapacitásban természetesen benne van a tekercs önkapacitása és a szórt kapacitás is. Ha az L-hez előbb egy C1, majd egy C2 ismert értékű kondenzátort kapcsolunk, akkor az első esetben a C=C1+C0, a második esetben C=C2+C0 lesz, ahol a C0=a tekercs önkapacitása. (lásd: 2a, b ábra, 2a, b képlet). A C0-ra kapott képlet levezetése az l-es számú mellékletben található. A mérés a 3. ábra alapján lehetséges. A mérés kivitelezése amatőr viszonylatban a következő problémát veti fel: 1. A szignálgenerátor kimenőjele legalább 1V, vagy inkább nagyobb legyen. 2. Kevés amatőr rendelkezik nagyfrekvenciás mV mérővel. Olyan módszert, amely csak mérés útján (számolás nélkül) adja meg az önkapacitást, nem találtam az irodalomban. A rezonancia indikálásához nem feltétel a feszültségre hitelesített műszer. Lényeges viszont a nagy érzékenység és a lehetőség szerint éles rezonancia. Az általam elkészített műszer blokkdiagramja a 4. ábrán látható. A szignál jelét egy kis kapacitáson keresztül a mérőerősítőre, majd a mérendő tekercs és a C forgókondenzátorból alkotott rezgőkörre jut. A C forgókondenzátor kapacitás/elforgatás szög-kalibrált skálával rendelkezik. Ez a skála egy kapacitásmérésre is alkalmas digitműszerrel könnyen felvehető. Két jellegzetes pont van bejelölve: 25 pF és a 100 pF. Ezt az értéket Rózsa S. Amatőr elektronikus mérőkészülékek c. könyv alapján vettem fel. Én egy MY-64 tip. műszerrel készítettem el a kapacitásskálát. Szignálgenerátorként egy SERVOTEST 1921/B használok. Az elrendezéssel sikerült elhúzásmentes, jó érzékenységgel bíró mérés megvalósítása. Az érzékenység növelésére az egy tranzisztorból álló mérőerősítőt alkalmaztam (5. ábra). Az alkalmazott tranzisztor BCY78, de ide bármilyen nagyfrekvenciás tranzisztor jó. Az indikátor egy feszültségkétszerező diódás egyenirányítóból és a hozzákapcsolt műszer-erősítőből áll. Hogy az indikátorerősítő ne terhelje a diódakört, egy FET illesztésű, két tranzisztorból képzett híderősítő hajtja meg az indikáló műszert. Nálam egy táskarádióból kiépített, kb. 150-200uA-es műszer lett beépítve. A P1-es potival a műszer alapérzékenysége állítható be. Érzéketlenebb alapműszernél el is hagyható. A P2-vel a műszer nullázását lehet beállítani. Nálam egy 50K-os helipot +47K-s ellenállás lett beépítve. A P3-al (1 Mohmos) a bemenő érzékenységet lehet szabályozni. Nagy Q-jú rezgőkörök esetén, ha a műszer mutatója túlmegy a végkitérésen, ezzel vissza lehet szabályozni, ill. a kitérés csökkenthető. Ez olyan szignálok esetén előny, ahol a kimenőjel nem szabályozható. (pl. GYUBER). A műszer érzékenységét számszerűleg nem vizsgáltam. (Nincs nagyfrekvenciás mV mérőm.) A SERVOTEST szignál alkalmazásakor a mV osztó 100, ill. 10mV állásában is jól indikálható a rezonanciapont. Ez a tekercs Q-jától függ. Éles rezonanciapontot ad, a szignál forgójának kis elmozdítása már jelentkezik. Szignálként használható a GYUBER szignál is a mV-os kimenetről. A szerelést a készen kapható univerzális nyákon végeztem. A tápfeszültséget egy 12V-os dugasztáp adja, kiegészítve egy 7809-es "háromlábú" IC-s stabilizátorral. Ezek után a mérés: 1. Meghatározzuk a rezonanciát a C1 kapacitásnál. 2. Meghatározzuk a rezonanciát a C2 kapacitásnál. A C1 a kisebb értékű kapacitás, pF-ban, f1 a hozzátartozó frekvencia MHz-ben, C2 a nagyobb kapacitás pF-ban, f2 a hozzátartozó frekvencia MHz-ben. 3. Az önkapacitás számítása: 2. melléklet, l-es képlet. 4. Ezután számítható a pontos induktivitás értéke: 2. melléklet, 2. képlet. A két rezonanciafrekvenciából adódó induktivitás értéke azonos. Amennyiben az így kapott induktivitás értéke nagyon eltér, akkor vagy a méréskor, vagy a számítás során hibát követtünk el. A számítás során az eredeti THOMPSON képlet helyett az amatőr gyakorlatban elterjedt változatot használom. (2. melléklet 2,3,4 képletek). Így a mértékegységek uH, MHZ és pF-ban értendők. A 6. ábra az indikátorrész kapcsolását, a 7. ábra az alkatrészek beültetését mutatja. Kurucz László Budapest Felhasznált irodalom: 1. Rádiótechnika 1963/1. szám 38. oldal. 2. Rádióamatőr füzetei 59. Rózsa-Vereszky: Amatőr elektronikus műszerek építése 3. Rádióamatőr füzetei 62. Nagyfrekvenciás tekercsek és rezgőkörök 4. Rádióamatőr füzetei 65. Amatőr mérések II. 5. Lothar Kőnig: Rundfunktechnik selbst erlebt.
Dokumentumok :: Nosztalgia Rádió Hírújság
2009.10.6
|