Tekercskísérlet -3-
(AL érték meghatározása)

   Egy tekercs induktivitása nagymértékben megnövelhető, ha beleteszünk egy vasmagot. Ennek oka, hogy a mágneses térben ható erő nagysága, vagyis az indukció értéke erősen függ a teret kitöltő anyag minőségétől. (permeabilitás)
  
Egy vasmag AL (fajlagos induktivitás) értéke azt jelenti, hogy ha 1 menetet tekercselnénk rá, akkor annak mennyi lenne az induktivitása nanohenryben. Ha már megvan az AL érték, akkor az induktivitás az L=ALxN2 képlet alapján könnyedén kiszámolható. (az "N" a menetszám)
  
Ezek hiába nyilvánvaló tények, tulajdonképpen még számomra is, ha egyszer a leírt módon még soha életemben nem készítettem pontos induktivitású tekercset. Márpedig egy rádió építése kapcsán szükség lehet rá. Jelen cikk keretében ezen a vasmagos tekercskészítős, de persze az is lehet, hogy egyszerűen csak próbálgatós keresztségen fogok átesni.

 

 

Ez a mai egy olyan nap volt, hogy nemhogy a terveimet nem
láttam át, de már eleve a nap is csak ennyire látszott az égen.

 

 

   A pincébe valószínűleg azon gondolatmenet következményeként jutottam le (megjegyzem már csak valamikor késő délután), hogy idelent amúgy sem látszik a nap, ami persze ekkorra már amúgy is rég lement.
  
Ami viszont még nem ment le, az a tekercsek szétválogatása című projektem. Ami viszont már lement, az ehhez a művelethez a pincébe az összes tekercses dobozom. Ezért is voltam kénytelen lejönni hozzájuk.
  
Hogy a tekercses kísérlet harmadikját nem pont akkor kellett volna nekiállnom lefuttatni, mikor az összes tekercsem a pincében van? Most mond már... Van itt körülöttem elkövetve ennél jóval nagyobb kaliberű agyatlanság is!

 

 

   Íme az első próbákhoz kiválasztott alanyok. Miközben a huzalpotméterből - épp mint a múltkor - valószínűleg egy variométer lesz, a doboz alján a színes dobozban található magnószalag sem véletlenül jött fel. Mármint egy bizonyos okból annak is szeretném megvizsgálni a mágneses tulajdonságait.

 


 

   Azt azért nem állítanám, hogy egyáltalán nem haladnak a dolgaim, azt viszont bátran kijelenthetem, hogy nem az általam elvárt sebességgel teszik, mire fel úgy döntöttem, hogy ha mást azért nem is, de ma legalább ezt a harmadik tekercses kísérletet lefuttatom. Hogy aztán valóban így lesz-e, vagy kiváló tervem már megint csak puszta terv marad, az legkésőbb a nap végére biztosan kiderül.

 

 

   Szerencsére van választási lehetőségem, hogy a tekercsbe dugott ferritrúd hatását mutatom-e meg, vagy nekiállok a különféle vasanyagokra 10 menetes tekercseket készíteni, meg persze azt követően méregetni is.

 

 

   Hogy a doboz fedelét a doboz alá betéve, ezek ketten ilyen szépen illeszkednek, arra annak ellenére csodálkoztam rá, hogy amúgy így, vagyis általában egymásra téve tárolom őket.

 

 

   A detektoros rádiók légmagos tekercsei azért néznek ki annyira egyformán, mármint méretileg és menetszámilag, mert az azokban használt ötszáz pikofarados forgókondenzátorokhoz a középhullámú sáv átfogására 200 µH induktivitású tekercs szükségeltetik.
   
A tekercs persze lehet ennél kisseb és nagyobb átmérőjű is, mint ahogy a tekercselőhuzal is lehet vékonyabb vagy vastagabb, esetleg többrétegű is lehet a tekercs, hiszen a lényeg csak a 200 µH körüli induktivitás. (a rezgőkör jóságát (veszteségeit) most hagyjuk)

 

 

   Egy táska, pláne zsebrádióban a tekercs már csak a doboz mérete miatt sem lehet akkora, mint egy detektorosban. Amit balra látunk, az egy ferritrúdra való tekercs, melynek induktivitása a vasmagja nélkül csak tizede a szükségesnek.
  
Itt jegyezném meg, hogy a detektoros rádió, illetve manapság már egyértelműen inkább diódás vevő tekercsének sem kell fizikailag nagynak lennie. Mármint lehet az a kétszáz mikrohenry induktivitás akár egy egészen apró vasmagon is.

 

 

   A ferritrudat a tekercsbe beledugva, menten előállt a középhullámú vételhez szükséges kétszáz mikrohenry körüli induktivitás, amit amúgy a ferrit tekercsben történő tologatásával lehet, illetve kell is beállítani. Mármint egy ferritrudas rádió modulátortekercsének induktivitásával, konkrétan a tekercs ferriten történő tologatásával kell beállítani a skála elején (500 kHz környezete) a legerősebb vételt. A skála másik végén, 1600 kHz környékén pedig a modulátortekerccsel párhuzamosan kapcsolt trimmer kondenzátorral kell beállítani a legnagyobb érzékenységet.

 

 

   Ez már egy másik, az előző példánynál valamivel nagyobb induktivitást adó tekercs, amire azért van szükség (mármint a 200 µH értéknél valamivel nagyobb induktivitásra), mert a táska és zsebrádiókban nem 500 pF, hanem annál kisebb értékű forgókondenzátorokat szokás használni, a kisebb kapacitásértékhez meg ugye nagyobb induktivitású tekercs dukál, amit egy ferritrúdon egyáltalán nem kunszt megvalósítani.

 

 

   A képen alul látható tekercs a szerző műve, aki arra már rég nem emlékszik, hogy az 1,1 H induktivitású ferritrudas tekercset mégis miféle kísérletekhez készítette.
  
Ha jól számoltam, akkor ez a tekercs a Thomson képlet alapján egy 500 pF-os párhuzamos kondenzátorral 6,7 kHz rezonanciafrekvenciát ad. Attól persze, hogy ezt az értéket kiszámoltam, attól még nem jöttem rá, hogy a tekercs valaha mégis miféle érdekes célra készülhetett.

 

 

   A telefonból kiszerelt indukciós tekercs (amúgy trafó) induktivitásának értékét pusztán kíváncsiságból mértem le. No nem mintha a többi tekercsét valami más okból méregetném...

 

 

   Most jön az a mérés, melynek keretében megvizsgálom, hogy a magnószalag mint vasmag képvisel-e az üres tér 1-es permeabilitásánál nagyobb értéket. Konkrétan arra vagyok kíváncsi, hogy használható-e vasmagnak.
  
Erre a mérésre, pontosabban szólva a hajlékony vasmagra azért van szükség, mert az elsőnek készített variométer a vártnál (1 mH) csak jóval kisebb (38 µH) induktivitást eredményezett.

 

 

Az üres tekercs induktivitása 19,63 µH.

 

 

Fogtam a magnószalagot, nyolcrét hajtottam, majd
az összehajtogatott részt beledugtam a tekercsbe.

 

 

   Az induktivitás mindössze 0,5 ezrelékes növekedése szerintem nem annyira bármiféle eredmény, mint inkább csak a mérési hiba kategóriájába tartozik.
  
A kapott eredményt, illetve inkább eredménytelenséget szemlélve, azon kezdtem el törni a fejemet, hogy mégis mi módon tudnék a tekercs belsejébe a magnószalagból a lehető legtöbbet beletömni.

 

 

   Miután rájöttem, hogy a legegyszerűbb megoldás az, ha nem a szalagot tömködöm bele a tekercsbe, hanem a tekercset készítem el az egész szalagorsóra, menten nekiálltam felkutatni egy teljesen üres kontrollorsót.
  
Bár valamikor a 90-es években egyszer már sikerült eljutnom odáig, hogy egyetlen tekercsnyi magnószalagom sem volt, és még magnóm sem (mármint orsós), mint az a képen látható, időközben újra elkapott a gyűjtőszenvedély.

 

 

   Az első méréshez az üres orsóra fogok tekercset készíteni, adott hosszúságú drótból, a második méréshez pedig a teli orsót fogom a dróttal - természetesen ugyanannyiszor - körbetekerni.

 

 

Az üres orsóra, vagyis tulajdonképpen légmagra
készített tekercs induktivitása 4,9 µH-re adódott.

 

 

   A teli orsóra készített tekercs induktivitása 6,1 µH, ami sajnos még mindig csak 20% körüli növekedést jelent. A korábban említett L=ALxN2 képlet alapján egy 13 centis tekercs magnószalag AL értéke 61,9-re jött ki. Itt aztán menten nekiálltam elvégezni egy kontrollmérést, de már csak 1 menettel, ami úgy nagyjából kétszeres AL értéket adott.

 

 

Az első tekercses kísérlethez használt tekercs induktivitása
kissé szögletesre nyomorgatott csévével 5,7 µH.

 

 

   A tekercsbe az összes kézközelben lévő ferritet beletéve, az induktivitás közel kétszeres értékre emelkedett. Ennek a mérésnek az volt a lényege, hogy lássam, mennyi vasanyagot kellene pakolnom a következőnek készítendő variométerbe, hogy annak induktivitása elérje a tervezett egy millihenry értéket. Azt sikerült megállapítanom, hogy kivitelezhetetlenül sokat. Vagy rosszul számoltam.

 

 

   Mivel az induktivitás értékét már nem annyira, illetve nemcsak a tekercs fizikai tulajdonságai (méret és menetszám), mint inkább a benne elhelyezett vasmag (ferrit) határozza meg, a tekercs ellapításakor már csak alig csökkent az induktivitás.

 

 

Következő lépésként ez a két vasanyag került elém.

 

 

   Melyek közül elsőnek azért a bonyolultabbat választottam, mert ha a másikkal kezdek, a végén még képes lettem volna a fazékmagos tekercs szétszedését elhalasztani. A vasanyagon természetesen semmiféle felirat nincs.

 

 

A 10 menetes tekercs vasmag nélküli induktivitása 2,7 µH.

 

 

   Ugyanazon a tekercsen, csak már bevasalva 288, vagyis százszoros induktivitást mértem. Az induktivitás értékéből és a 10-es menetszámból az AL=L/N2 képlettel visszaszámolva, az AL értéke 2880-ra jött ki.

 

 

A gyűrűvasmag AL értéke pedig 670-re jött ki.

 


 

   Hogy a kép még annál is zavarosabb legyen, mint ami eddig bennem kialakult, a ferritanyagoknak nagyfrekvenciás tulajdonságaik is vannak. Mármint eltérőek, így akár az is előfordulhat, hogy a mérés egy olyan frekvencián történik, amit a ferrit már nem tud (jelentsen ez bármit is), így hamis eredményt kapok.

 

 

   Mivel úgy éreztem, hogy ha nem most azonnal megyek le értük, akkor az csak valamikor sokkal később fog megtörténni, ami ugye semmiképp sem lenne jó, így egy szatyorra való tűzifa felhozásával összekombináltam egy pincemélyi tekercses dobozokban különféle, de főképp szétszedhető ferritek utáni turkálást.

 

 

   A szétszedhetőségre azért volt szükség, hogy mind áttekercselhessem, mégpedig 10 menetesre. Az utolsó előttire is 10 menet került, csak arra tekercselőhuzalból, mert a műanyag szigetelésű kötőhuzalból a 10 menet az apró csévére nem fért rá.

 

 

A 100-as ferrit 10 menetéből húsz mikrohenry lett, pedig
az eredménynek csak 100-at kellett volna kiadnia.

 

 

A szintén 100-as másik ferritmag 10 menete 15 µH lett. Az eltérések amúgy
valószínűleg annak köszönhetők, hogy ezek vasmaggal hangolható ferritek.

 

 

A 400-as vas 10 menete ötven mikrohenry induktivitást
eredményezett, ami már csak 20% eltérést jelent.

 

 

   Ennek a másik, amúgy szintén 400-as felirattal ellátott tekercsnek a 10 menete viszont valamiért csak 7,5 µH induktivitást adott. Mivel ez az érték gyanúsan nem stimmelt, ezért kénytelen voltam a dolognak utánanézni.
  
Mint az a vasmag szétszedésekor kiderült, a ráírt AL érték egyrészt nem 400, hanem csak 40, másrészt ferdén raktam össze, harmadsorban pedig letörtem a fazékmag egyik szárnyát. Ha úgy nézzük, akkor az eredményül kapott 75-ös AL érték pedig már nem tér el 100 százaléknyira a vasmagra írt 40-től. Ha még azt is hozzáveszem, hogy a 10 menet lehet, hogy 12 lett, akkor már nem is számottevő az eltérés.

 


 

   Ez a kép egyrészt azért kapta a "be kéne" címet, mert ugye "be kéne" fejeznem ezt a kísérletsorozatot, másrészt úgy nagyjából az összes többi témát is "be kéne" fejeznem. Arról már nem is beszélve, hogy azt is nagyon "be kéne" már fejezzem, hogy egyszerre csapok bele egy csomó témába, aztán nem tudok belőlük csak úgy egyszerűen kikeveredni.

 

 

   Mint ahogy azt korábban lemértem, ennek a gyűrűvasmagnak az AL értéke 670, mely érték alapján a detektoros rádió 500 pF-os kondenzátorához szükséges 200 µH induktivitás 18 menetből jön ki.

 

 

Komolyan mondom, egészen meghatódtam, mikor a kiszámolt
18 menet a várt induktivitás értéket produkálta.

 

 

   Íme egy olyan irányú összeállítás, melynek keretében belepróbáltam egy rádióba a frissen készült tekercset, valamint a polcról lekapott forgókondenzátort. Mivel a telefongyári forgókondenzátor végkapacitása 660 pF, ezért ahhoz, hogy a Kossuth adó a helyén, vagyis közel beforgatott forgóállás mellett jöjjön, ahhoz le kellett vennem a tekercsről két menetet.

 

 

   Ezeket az összetevőket most félreteszem, majd ha minden igaz, majd csak azt követően veszem elő, hogy elkészítettem a nagyobbik variométert. A kép címe mindeközben azért lett "alakul", mert a rádiós kísérletekhez előállított tárgyak száma egyre szebben "alakul", mely tény a szerzőt komoly örömmel tölti el.