Perdite nel conduttore di un dipolo

[IK7JWY]

Ho appena realizzato e salvato sul server un semplice file excel con cui, nota la frequenza, la sezione del conduttore e la resistenza di radiazione di un dipolo mezzonda, è possibile calcolare le perdite all'interno del conduttore (ipotizzato in rame) tenendo conto dell'effetto pelle. Con questo file si può smanettare un po' e fare dei confronti veloci, per esempio vedere come variano le perdite al variare della frequenza ma a parità di sezione del conduttore con cui è realizzato il dipolo. E' solo la versione 01. Conto di arricchirlo con dei richiami alla teoria e con dei grafici. Se notate degli svarioni o conti che non tornano, segnalatelo qui, per favore, o al mio solito indirizzo email (qrz.com). Grazie.
Ovviamente, per farlo girare è necessario avere Excel sul proprio PC oppure un'applicazione più snella che consenta la sola esecuzione di fogli elettronici realizzati con Excel.

Potete scaricarlo da questo link

[IZ5CML]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Semplice ed interessante... si nota che a scendere della frequenza, si hanno maggiori perdite, ma anche che passare da una sezione di 1,5m2 a superiori non porta benefici degni di nota in nessuna frequenza.

Nel caso di utilizzo di cavi "non convenzionali", come il doppino telefonico, che dovrebbe avere 2 conduttori "pieni" non trefolati di 0.6m2 l'uno, intrecciati, come ci si comporta ?
Inoltre, dovrebbe o meno essere cortocircuitati alla fine ?

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Semplice ed interessante... si nota che a scendere della frequenza, si hanno maggiori perdite, ma anche che passare da una sezione di 1,5m2 a superiori non porta benefici degni di nota in nessuna frequenza.

Dipende da cosa si intende per "degni di nota".
In banda 160m, per esempio, con un filo da 1,5 mmq , ipotizzando per semplicità che la Rr sia davvero di 70 Ohm o giù di lì, ho una perdita del 9%, che su 500 W di potenza a disposizione (ipotizzando trascurabili le perdite lungo il cavo , nei bocchettoni etc..) fanno 45 W persi. Con una sezione di 7 mmq (diametro 3mm) , i W persi scenderebbero a circa la metà.
Non è tanto , d'accordo, ma dipende anche dalla "filosofia" dell'operatore. E comunque, bisogna fare i conti anche con la meccanica, oltre che con la RF, perché ovviamente un conduttore di sezione maggiore significa peso maggiore. In definitiva, si tratta , secondo me, di trovare un buon compromesso tra diverse esigenze. In genere, i miei dipoli per i 40m e per gli 80m li realizzo con la cordina per impianti elettrici da 2,5 mmq.

[IZ5CML]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Dipende da cosa si intende per "degni di nota".
In banda 160m, per esempio, con un filo da 1,5 mmq , ipotizzando per semplicità che la Rr sia davvero di 70 Ohm o giù di lì, ho una perdita del 9%, che su 500 W di potenza a disposizione (ipotizzando trascurabili le perdite lungo il cavo , nei bocchettoni etc..) fanno 45 W persi. Con una sezione di 7 mmq (diametro 3mm) , i W persi scenderebbero a circa la metà.
Non è tanto , d'accordo, ma dipende anche dalla "filosofia" dell'operatore. E comunque, bisogna fare i conti anche con la meccanica, oltre che con la RF, perché ovviamente un conduttore di sezione maggiore significa peso maggiore. In definitiva, si tratta , secondo me, di trovare un buon compromesso tra diverse esigenze. In genere, i miei dipoli per i 40m e per gli 80m li realizzo con la cordina per impianti elettrici da 2,5 mmq.

Certo Art, ma tra i cavi "umanamente" usabili, io considero al massimo la sezione di 4mm, oltre si va in cose estremamente pese, e tra l'1,5mm ed il 4mm, in 160m che sono la banda peggiore, c'è il 3% di differenza... 15w su 500w.

[iz7cdb]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

In 160 in orizzontale difficilmente otterrai 70Ohm e quindi in percentuale le perdite aumentano o sbaglio?
Comunque 1,5/2,5mmq per i comuni operatori vanno più che bene IMHO.

[IZ5CML]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

In 160 in orizzontale difficilmente otterrai 70Ohm e quindi in percentuale le perdite aumentano o sbaglio?
Comunque 1,5/2,5mmq per i comuni operatori vanno più che bene IMHO.

Si aumentano, ma la differenza resta più o meno la stessa.
Ipotizzando 50ohm di impedenza, in 160m, tra l'1,5mm ed il 4mm c'è il 4.4% di differenza... siamo sempre li.

Certo, un bel 10mm ridurrebbe un bel pò le perdite, ma te lo ruberebbero subito i rom !

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

ecco la versione 02: aggiunta la possibilità si selezionare il materiale di cui è fatto il conduttore.

scaricabile da questo link

[IZ5CML]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Grazie, molto interessante Art, certo che l'inox è proprio da escludere, ma anche il bronzo fosforoso, che anni fà veniva venduto come "miracoloso" per le antenne filari, non se la passa tanto bene...

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Tengo a precisare che ho inserito nel file i valori di permeabilità magnetica e resistività elettrica dei materiali che ho trovato su diversi siti online, ma , specialmente per il bronzo fosforoso e per l'acciaio inox 316, mi riservo di verificare più approfonditamente.

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

In merito all'acciaio inox AISI316 (austenitico) ho trovato questo documento circa la permeabilità magnetica.
http://www.lucefin.com/wp-content/fi..._magnetica.pdf
e questo circa la resistiività elettrica:
http://www.centroinox.it/sites/defau...zioni/245A.pdf
Mi sembrano entrambi attendibili.
Ho considerato questo tipo di acciaio inox perché è quello con cui in genere si realizzano le funi o cordine, che magari qualcuno potrebbe incuriosirsi e pensare di usare come bracci di un dipolo...

Vediamo per il bronzo fosforoso

[IZ5CML]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Si si, qlc lo ha usato il filo inox, quello usato per le recinzioni elettrificate per animali, come questo.

http://www.ebay.it/itm/Rocchetto-100...25.m3641.l6368

[i7phh]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

In merito all'acciaio inox AISI316 (austenitico) ho trovato questo documento circa la permeabilità magnetica.
http://www.lucefin.com/wp-content/fi..._magnetica.pdf
e questo circa la resistiività elettrica:
http://www.centroinox.it/sites/defau...zioni/245A.pdf
Mi sembrano entrambi attendibili.
Ho considerato questo tipo di acciaio inox perché è quello con cui in genere si realizzano le funi o cordine, che magari qualcuno potrebbe incuriosirsi e pensare di usare come bracci di un dipolo...

Vediamo per il bronzo fosforoso

Anche senza il foglio exel :-) avevo notato che l'inox non è il meglio per fare le antenne filari :-)

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

avevo notato che l'inox non è il meglio per fare le antenne filari :-)

Certo, Gianni. E' pur vero che di acciai ne esiste un'infinità, a seconda della composizione chimica. Gli acciai austenitici , da un punto di vista del comportamento ai campi magnetici, sono classificati "amagnetici". In pratica, se avviciniamo ad essi una calamita non vengono attirati. Assumono pero' un carattere leggermente magnetico se lavorati a freddo. In condizioni normali la permeabilità magnetica relativa di tali acciai, in particolare l'AISI316, è di 1,008 , come si può evincere anche da questa tabella:

http://www.metallurgicaveneta.it/pdf...i/AISI-316.pdf

La resistività elettrica di tali acciai, invece, è di 0,75 Ohm x mm^2 / m, come si vede nella tabella di cui sopra, che corrispondono a ben 75 x 10^(-8) Ohm x m, contro l'1,7 x 10^(-8) Ohm x m del rame.

Chiaro che se abbiamo, per tipo di acciaio o condizioni di lavorazione, una permeabilità magnetica più alta, allora le perdite saranno ancora più alte.

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Ho realizzato questo semplicissimo foglio excel come faccio di solito, cioè per sfizio, non ci guadagno nulla, questo non è il mio lavoro, non ho propositi divulgativi, non cerco visibilità, quando mi incontrate vi autorizzo a sputarmi in un occhio e non combatto contro i mulini a vento

Giusto per curiosità, la teoria che sta dietro alle formule inserite nel foglio excel è nota da tempo.

Per esempio, ecco la formuletta "mnemomica" per il calcolo dello spessore di penetrazione nel rame:




tratta, per esempio, da questa presentazione powerpoint dell'Università di Pavia

http://www.unipv.it/energy/costruzio...conduttori.ppt

Oppure, eccovi una delle tante applicazioni online per il calcolo dell'effetto pelle in RF:

http://chemandy.com/calculators/skin...calculator.htm


Quindi, nessuno ha inventato nulla.

[i4zsq]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

.. mi chiedo come si comporta la RF in caso di conduttore sforacchiato come usano le antenne 'dinamiche', ecco uno studio interessante...