Perdite nel conduttore di un dipolo

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

ho aggiunto dei grafici, prima ce n'era uno in un foglio separato, ora ce ne sono due nello stesso foglio in cui si inseriscono i dati.
Poi piccole cosucce, tipo "spessore di penetrazione " al posto di "profondità di penetrazione" e l'aggiunta dell'aggettivo "elettrica" a resistività.

[IZ2UUF]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

aggiunti dei grafici

versione 02 aggiornata

Ciao a tutti.

Questo foglio di calcolo riporta valori errati perché somma la resistenza complessiva del conduttore (Rp) alla resistenza di radiazione (Rr):

eff = Rr / (Rp + Rr)

Il risultato è errato perché la resistenza di radiazione Rr è un valore virtuale concentrato nel punto di alimentazione. La resistenza Rr è percorsa dalla corrente I erogata dal generatore.
La resistenza Rp invece è distribuita sul conduttore e non è tutta percorsa dalla stessa corrente.

Prendiamo questo esempio: filo di rame, 0.9mm di raggio (2.545mmq), frequenza 100 MHz:



Viene calcolata una resistenza distribuita di 0.46 ohm/m, che è corretta e corrisponde con quanto calcolato da questo calcolatore online.

A questo punto viene calcolata la resistenza complessiva del dipolo (lungo 1.5m): 0.46 * 1.5 = 0.69 ohm, arrotondato dal foglio in 0.7 ohm. E anche qui ci siamo.

Poi però viene fatto questo calcolo: eff=Rr/(Rp+Rr)=72/(0.69+72)=0.99, cioè 1% di perdita.

Questo calcolo però sarebbe valido solo se Rp e Rr fossero investite dalla stessa corrente, ma non lo sono. La resistenza Rp è distribuita sul conduttore e la corrente che la percorre in un dipolo a mezz'onda diminuisce allontanandosi dal punto di alimentazione con una forma sinusoidale.

Se assgnamo in NEC una resistenza distribuita sul conduttore di 0.46 ohm/m, questi calcola un'efficienza del 99.52%, non 99.0.

Il tutto è spiegato ad esempio in questa lezione della canadese McMaster University.
Riporto i punti salienti:



Come si vede essa risolve proprio l'esempio che ho provato con il foglio excel qui pubblicato e il risultato ottenuto è esattamente quello calcolato da NEC.
Ora, in questo particolare caso, la differenza è di mezzo punto percentuale, ma negli altri calcoli fatti con perdite maggiori, si ha un divario significativo (es. il foglio excel calcola 11% di perdite quando invece sono solo il 5%).

Ciaoo
Davide

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Ciao Davide e ben riletto !
Ti ringrazio per la segnalazione e per il link ! In effetti, in un dipolo lungo mezz'onda la corrente lungo il filo non è costante, ma è massima al punto di alimentazione e nulla agli estremi dei bracci. Vedrò di modificare di conseguenza le formule nel foglio elettronico. Sempre valida l'avvertenza messa sin dall'inizio, cioè che si tratta di una versione iniziale, nonché la richiesta di segnalare svarioni , errori etc.
Grazie

[i4zsq]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

....... In effetti, in un dipolo lungo mezz'onda la corrente lungo il filo non è costante, ma è massima al punto di alimentazione e nulla agli estremi dei bracci.....
Grazie

Nel caso di una end fed 1/2 L avremmo il massimo della corrente alla fine del filo, questo comporta perdite maggiori..???

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Nel caso di una end fed 1/2 L avremmo il massimo della corrente alla fine del filo, questo comporta perdite maggiori..???

Credo si debba sapere l'andamento della corrente lungo il conduttore della end-fed, perché a seconda della curva rappresentativa della funzione I(z) cambia il valore dell'integrale lungo tutto il conduttore (vedi pdf segnalato da Davide).
Però, mo', non complichiamo troppo le cose eh , Sil, il file excel è solo per il dipolo lamda/2

[IZ2UUF]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Nel caso di una end fed 1/2 L avremmo il massimo della corrente alla fine del filo, questo comporta perdite maggiori..???

Ciao Silvano.

La end-fed 1/2 onda ha lo stesso andamento del dipolo a mezz'onda. Il punto di massima corrente non è alla fine ma al centro e la percentuale di potenza dissipata è la stessa del dipolo - se consideriamo irrilevante la quota di corrente che scorre sull'altro capo, cioè calza del coassiale e/o eventuali contrappesi.

Ciaoo
Davide

[i4zsq]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

...La end-fed 1/2 onda ha lo stesso andamento del dipolo a mezz'onda. Il punto di massima corrente non è alla fine ma al centro ...
Davide

Verissimo, scusa lo svarione...

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Aggiornato il file sulla base di quanto segnalato da Davide UUF. Adesso dovremmo trovarci.

link

[IZ5CML]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Aggiornato il file sulla base di quanto segnalato da Davide UUF. Adesso dovremmo trovarci.

link

Si, si notano delle differenze, il tutto è ancora meno critico, quindi anche in 160m, con un'impedenza di 50ohm, con un "filino" di 1mm si ha un'efficienza di oltre il 92%, che aumenta solo al 96% con un 4mm, tanto rumore per nulla mi verrebbe da dire, visto il "qrm" che c'è stato dietro a questo argomento... qrm utile, che ha fatto approfondire la materia, però appunto riducendo, con una trecciola da elettricista da 1,5mm2 ci si sta dentro alla grande su tutte le frequenze, come esperienza sul campo aveva insegnato poi

Grazie a chi ha contribuito.

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Si, si notano delle differenze, il tutto è ancora meno critico, quindi anche in 160m, con un'impedenza di 50ohm

beh, intanto un dipolo lamda/2 in banda 160m montato alle altezze comunemente consentite (cioè modeste..) avrà una resistenza di radiazione più bassa e una impedenza con reattanza importante.
E poi, l'ho precisato (quasi) subito di avere scritto questo foglio elettronico "per sfizio", senza alcuna voglia di riscoprire l'acqua calda.
In fondo è scritto da decenni sul "Neri" , Antenne - linee e propagazione - edizioni radioelettroniche - edizione 1989, che:

"Nelle normali antenne a mezz'onda funzionante alle frequenze radiantistiche, la perdita di potenza sotto forma di calore nel conduttore non supera alcuni percento della potenza totale fornita all'antenna.
Cio' avviene in quanto la resistenza alla RF del filo di rame, anche se questo è piuttosto sottile (diciamo ad esempio 2 mm di diametro), è piuttosto bassa paragonata con la resistenza di d'irradiazione di un'antenna ragionevolmente libera da ostacoli circostanti e non troppo vicina al suolo. Si può pertanto concludere che la resistenza ohmica di un'antenna normalmente ben posizionata è trascurabile, e che tutta la resistenza presentata dall'antenna è resistenza d'irradiazione".

Mi piace, però, smanettare con Excel e mi è sembrato carino farlo a proposito di questo argomento.

Grazie a chi ha contribuito.

un attimo, non abbiamo ancora finito..

[IZ5CML]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Mi piace, però, smanettare con Excel e mi è sembrato carino farlo a proposito di questo argomento.

ASSOLUTAMENTE si ! Ben vengano cose simili !

[ik3avm]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

TNX per il file xlsx.

Sarebbe possibile (certo che lo sarebbe, il problema è il "come"... ) effettuare questi interessanti calcoli di perdita riferiti NON a un dipolo ma ad una filare alimentata all'estremità? (con opportuno adattamento)

Nel caso specifico 42 m di filo di alluminio sez. 0,8 mmq (zero virgola otto mmq).
Naturalmente l'impedenza è una incognita, lavorando dai 160 m in su.
E' possibile fare una stimaccia per questo filaccio? (che pur funziona, su questo non c'è dubbio, pur nei suoi ovvii limiti).

Grazie!
Alberto

[iz8kzn]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Questo screenshot potrebbe essere utile?

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Grazie Angelo, potresti citare la fonte da cui hai preso la tabella ?
Con riferimento alla resistività, l'unità di misura è errata, essendo quella corretta Ohm x metro e non Ohm / metro.



Ohm / metro, invece, è l'unità di misura della resistenza per unità di lunghezza, cosa diversa dalla resistività del materiale.

Per il bronzo fosforoso, vedo un nuovo valore, ancora diverso da quelli trovati in rete, e maggiore di quello inserito nel file excel. Quale sarà quello giusto ?

[IK7JWY]

Re: Perdite nel conduttore di un dipolo

Sarebbe possibile (certo che lo sarebbe, il problema è il "come"... ) effettuare questi interessanti calcoli di perdita riferiti NON a un dipolo ma ad una filare alimentata all'estremità? (con opportuno adattamento)

Nel caso specifico 42 m di filo di alluminio sez. 0,8 mmq (zero virgola otto mmq).

Ciao Alberto, come scrivevamo in altre risposte in questa discussione, poiché il calcolo della resistenza di perdita nel conduttore comporta l'integrazione delle correnti lungo il conduttore , e quindi occorre conoscerne l'andamento, a me appare arduo ciò che chiedi. Bisognerebbe sapere come varia la corrente lungo i 42 m di filo a seconda delle frequenza d'uso. Senza contare poi le perdite ohmiche nel sistema di adattamento. Per questo il file excel, che ho realizzato per sfizio, è limitato al caso semplice del dipolo a semionda (o mezz'onda che dir si voglia) in condizioni di risonanza. Tutto sommato, comunque, se usiamo il rame o comunque buoni conduttori, le perdite ohmiche sono modeste, per cui ricadremmo tra l'altro nel caso in cui "la resa non vale l'impresa" a meno di non avere resistenze di radiazione davvero infime..