Het berekenen van een HF spoel
Hoe kun je eenvoudig de waardes berekenen van een HF spoel?
Bij mijn eerste zenderprojectje bij de start van de Corona crisis drie jaar terug in 2020 liep ik meteen tegen die vraag aan.
In radio- en zender-schema’s op het Internet kom je nog al eens tegen dat gegevens beperkt worden vermeld. Bijvoorbeeld wel het aantal windingen van een spoel maar niet de Inductiewaarde. Of omgekeerd.
Daarom hierbij een hulpmiddel voor het berekenen van die spoelen. We maken een onderscheid tussen luchtspoelen en spoelen gewikkeld op een ferriet kern.
De luchtspoel
Als voorbeeld: Ik kwam op een zenderschema tegen: 150 windingen op een PVC buisje van 1cm.
PVC buisjes van 1 cm hebben we in Nederland niet. Wel 5/8” elektra buis = 15,8 mm.
Hoeveel windingen moet ik daarop dan aanbrengen?
Ik heb in boeken en op Internet diverse benaderingen en formules gevonden. Vaak werken die met inches. Ook niet handig. Maar in de praktijk komen ze bijna allemaal op hetzelfde uit.
Hierbij een praktische formule. Alle maten in mm en de uitkomst is in uH.
De formule bevat twee constanten namelijk 460 en 1020. Alle formules die ik vond kennen zulke constanten. Ze zijn ontstaan uit wetenschappelijk onderzoek.
Let op!
Ik zie regelmatig dat collega’s grijze pvc pijp gebruiken. Die grijze pijp bevat koolstof. Die stof verstoort de werking van je spoel. Twijfel je? Leg dan een stukje in de magnetron en laat die een minuut lopen. Witte pijp voelt daarna lauw aan.
Hoe warmer de pijp wordt des te minder geschikt hij is voor een HF-spoel.
Terug naar mijn praktijkvoorbeeld voor
het berekenen van een HF spoel
Met behulp van de formule bereken ik dat het voorbeeld van Internet een inductie heeft van 55 µH.
(155 wikkelingen. Inschatting is 0,2 mm draad met lengte spoel 35 mm ).
Ik pak meestal een Excel sheet voor zulke berekeningen. Maar hieronder vind je twee tools warmee je eenvoudig uit de voeten kunt. De formules zitten er al in gebakken 😊.
Inductie berekenen
Wikkelhoogte
Er zijn ook formules waarin de wikkelhoogte wordt meegenomen. Meerdere lagen op elkaar gewikkeld.
Die wikkelhoogte is echter een verwaarloosbare parameter. De wikkellengte is veel belangrijker en als je 100 wikkelingen in 10 mm stopt werkt de formule al zo dat die wikkelhoogte is meegenomen.
Indien je maar 1 wikkellaag hebt kun je dit vakje in de rekentool voor het aantal windingen hieronder gewoon leeg laten.
Praktijk voorbeeld, vervolg
Met mijn elektra pvc buisje van 15,8 mm moet ik ook op 55 µH uitkomen. De formule wordt dan: 55 = N2 * 15,82 / 460*15,8 + 1020*Le
Ik heb nu een vergelijking met twee onbekenden. Die zijn lastiger op te lossen. Maar geen nood!
Hieronder vind je nog een rekenhulpmiddel dat dit probleem voor je oplost met een trucje. Op basis van mijn wat dikker PVC buisje schat ik in de ik minder wikkelingen nodig heb. Daarmee heb ik 'Lengte' te pakken. Ik schat die in op 30.
Uit de berekening volgt dat ik op dit dikkere pijpje voor 55 µH nu 94 windingen nodig heb.
Oei oei!
Bij een wikkeldraad van 0,2 mm kom ik met 100 windingen nog niet aan 20 mm. Nog een keer rekenen nu met een wikkellengte van 18 mm.
Ik kom nu uit op 76 windingen. Waarschijnlijk nog een paar windingen teveel. Maar teveel windingen verwijderen is makkelijke dan teweinig erbij krijgen.
Berekenen van het aantal windingen
Indien je maar 1 wikkellaag hebt kun je dit vakje in de rekentool voor het aantal windingen hieronder gewoon leeg laten.