Tekercskísérlet -2-
(menetszám és kiadósság)

   Odavettem magam elé az asztalra a műszert, elővettem a kettes számú kísérlethez szükségesnek ítélt színes bekötőhuzalokat, elterveztem amit csinálni szeretnék, majd hiába törtem rajta a fejemet, hogy az elgondolásomban mi a hiba, egyszerűen nem jöttem rá, pedig valósággal virított! Ennek végül az lett a vége, hogy ezt a fotót bevágtam egy szokásosan ráutaló nevű mappába, a kék és a zöld drótokat vissza a fiókba, a műszer pedig felkerült a polcra, mondván olyan nincs, hogy én ennek a második tekercses kísérletezős projektnek nekiálljak, míg csak rá nem jövök, hogy mégis mi a csudát rontottam el. Mivel eddig még nem csináltam semmit, így elrontanom sem sikerülhetett semmit. Ezen a témán aztán rugóztam néhány napig, mire végre leesett, hogy mi az aminek sikerült összezavarnia.
  
Egyszerű s nagyszerű tervemet röviden felvázolva, az mindössze annyiból állt volna, hogy az egyik bund bekötőhuzal akár teljes elpazarlásával készítek egy olyan tekercset, aminek leágazása van 1, 2, 5, 10 és 20 menetnél, majd a műszerrel megmérem, hogy az induktivitás értéke arányos-e a menetszámmal. Ez ugyan lehet, hogy elsőre furán hangzik, csakhogy mint megannyi másik tekercsekkel kapcsolatos kérdést, úgy még ezt sem vizsgáltam meg. Utánaolvasnom a témának persze bőven lett volna hol, annál azonban - tapasztalatom szerint - sokkal jobb eredménnyel jár egy kísérlet, az általa kapott eredmény ugyanis a topa agyamba valahogy sokkal mélyebbre beég, mint holmi Rádiótechnikában olvasott képletek.

 


 

   Ezt a drótdarabot közvetlenül ébredés után, amolyan emlékeztetőül találtam a hall futószőnyegén. No nem mintha a mindössze két és fél méteren lehetne futni, vagy egy ekkorka méretű helyiség egyáltalán betölthetné a hall funkcióját...

 

 

   Van az úgy, hogy minden mást csinálnék, mint amit épp kéne, és persze úgy is, hogy csinálok is inkább minden mást. Most például a második tekercses kísérlet helyett takarítottam, paprikákat szüreteltem és aprítottam, levittem a szemetet, visszafelé tűzifát hoztam a pincéből, de közben azért végig azon járt az eszem, hogy mi lehetett az alapja minap annak a furcsa érzésnek, ami aztán a feladatba történő hirtelen belekapásban megakadályozott.

 

 

   Bár ráment nem kevés időm, de végül azért csak sikerült rájönnöm, hogy az, hogy a megálmodott tekercset nem kell elkészítenem, merthogy van kézközelben egy bár a tervezettel még csak véletlenül sem egyező adatú, de attól azért még a feladatra alkalmas, már eleve kész tekercs. Mármint az a zöld hengerre tekert.

 

 

   Bár a zöld csőre tekercselt huzal esetében 1, 2, 5, 10 menetekről szó sincs, cserébe van 10, 20, 50, 100, mely számok végéből ha lecsippentek egy nullát, akkor ugyanazt kapom eredményül. A kísérlet szempontjából pedig mindegy (legalábbis szerintem az), hogy mekkora menetszámú tekercseket mérek, ugyanis csak az arányoknak kell megegyezniük. Vagy ha tévedek, akkor nem.

 

 

Az öregebbik tekercsmérő csak azért került elő, mert nem értettem amit
mértem. Mármint a kapott eredmények körül éreztem némi zavart.

 

 

   Gondoltam eljátszom a nullázással, méréshatárt váltok, meg műszerzsinórt cserélek, toldok, rövidítek, aztán csak rájövök a tapasztalt jelenség nyitjára, ez azonban nem történt meg.

 

 

6 µH +13= 19, +17= 36 +18= 54 +20= 74 +21= 95 +22= 117 +22= 139 +22= 161 +23= 184 +22= 206
7 µH +17= 21 +17= 38 +20= 58 +21= 79 +23= 102 +24= 126 +22= 148 +22= 170 +23= 193 +24= 217

Íme a mérésekkor kapott, számomra részben értelmezhetetlen eredmények.

   A felső sor az új, az alsó a régi műszer által szolgáltatott számokat mutatja. Miközben véleményem szerint két tekercset sorba kötve, azok induktivitása egyszerűen csak összeadódik (ezt az elméletemet korábban más tekercseken már ellenőriztem), a mérési eredmények alapján a skála eleje mindkét műszer esetében torzított.
  
A táblázatot úgy kell nézni, hogy abban csak az első, majd a harmadik, majd az ötödik (s így tovább) oszlopban vannak mérési eredmények, a köztesekben pedig +xx= formában azok a számok, amiket az előtte utána cellák értékéből számoltam ki. Nézzük mondjuk a felső sor szolgáltatta eredményeket. Az első 10 menet 6 µH, a második már 13, vagyis az első 6-tal együtt már 19 µH, aztán gyorsan beáll a 10 menetenkénti 22 µH körüli induktivitás növekedés.
  
Erre ugyan lehetne mondani, hogy biztosan valami furmányos mérési hiba, csakhogy nekem nagyon úgy dereng, hogy a két műszer alapvetően eltérő mérési módszerekkel dolgozik. Miközben az LC100-A működési elve az, hogy egy (amúgy - a méréshatároknak megfelelően - két) fix mérőfrekvenciával dolgozik, addig az általam épített tekercsmérő egészen biztosan úgy mér, hogy a tekerccsel párhuzamosan kapcsolt 1000 pikofarados kondenzátorral alkotott rezgőkört berezgeti, s eredményül a frekvenciát adja ki, amiből aztán nekem kell visszaszámolnom az induktivitást.

 

 

   Ha a képletbe D és l értékét centiméterben helyettesítjük, akkor az eredményt nanohenryben kapjuk meg. Az eredmény akkor pontos, ha l nagyobb mint 0,3 D, és a menetek szorosan egymás mellé lettek tekercselve.
  
Mivel a képletben felül négyzetre emelés szerepel, így az n menetszám és a D átmérő értéke (a pi az ugye fix 3,14) a kapott induktivitás értékét nem lineárisan, hanem négyzetesen emeli meg.
  
Ez első ránézésre tízszer akkora menetszám esetén százszor akkora induktivitást jelentene, csakhogy a tízszer akkora tekercs egyben tízszer hosszabb is, mire fel l, vagyis a megnövekedett tekercshossz képében belép a képletbe alulra egy tízes osztó.
  
Hogy mindent értenék, az erős túlzás, de mintha már derengene valami fény. Mármint nekem végig az volt a gyanús, hogy a vasmagos tekercsek induktivitás számításához használt L=ALxN2 képletben a menetszám négyzete szerepel, ebben a képletben viszont nincs osztás. Ez amúgy a zárt elektromágneses tér miatt van. (nincs szóródás)

 


 

   A jelen cikk keretében másodikként elvégzett teszt az úgymond "kiadósság" kérdését firtatja, mely kísérlethez a meglehetős tömegből egy darabka megfelelő vezetéket kiválasztani annyira komoly feladatnak mutatkozott, hogy szégyen ide, szánalmas határozatlanság oda, az nekem bizony csak harmadik nekifutásra sikerült. Olyanokon akadtam fent, mint mondjuk a huzal teljesen lényegtelen színe, vagy az, hogy hajlékony legyen-e a könnyed tekercselhetőség érdekében, esetleg inkább merev, hogy a menetek majd ne fussanak le a csévéről olyan könnyen.

 

 

   Miután a 21x2-es kábelből bontott barna bekötőhuzal kiválasztásra került (lásd középen), menten felmerült a kísérlet elvégzéséhez szükséges, különféle átmérőjű orsók kérdése. Mármint az, hogy vajon vannak-e nekem olyan alkalmatosságaim, melyekre a tekercseket elkészíthetem. A balra látható, amúgy még mindig elől lévő doboz tartalmát elnézve, a válasz egy erősen eltúlzott igen!
  
Hogy miről szól, illetve hogyan is fog lezajlani a kísérlet? Részemről konkrétan arra vagyok kíváncsi, hogy egy adott hosszúságú drótdarabból (ami jelen esetben a találomra méteremmel meghatározott 1,2 métert jelent), annak teljes hosszúságát felhasználva, különböző átmérőkön, az azonos mennyiségű huzal mégis mekkora induktivitásokat eredményez.

 

 

A barna bekötőhuzalt a dobozban talált legnagyobb átmérőjű
papírhengerre rátekerve, az induktivitás 4,4 µH lett.

 

 

A huzalt az előző hengerről lefejtve, majd a szigetelőszalagból származó
papírhengerre áttekercselve, az induktivitás 5,3 µH-re adódott.

 

 

   Amit balra látunk, az egy ujjnyi vastag műanyag cérnaorsó. A még mindig azonos hosszúságú huzal arra menet menet mellé szorosan tekercselve 4,7 µH induktivitást eredményezett.

 

 

   Úgy döntöttem, hogy a teszt legvékonyabb tekercselősablonja a balra látható ecsetnyél lesz. Mivel a vékony farúdon nem volt rögzítési pont, így azt a képen szereplő két ujjammal pótoltam. Az induktivitás értéke 3,3 µH-re adódott.

 

 

   Mivel épp kidobtam az asztalról egy már felesleges bevásárló cetlit, mire fel az asztali szemetes teteje a lisztes dobozról a kezem által levételre került, a még mindig azonos hosszúságú huzalt hirtelen felindulásból arra az alkalmatosságra is rátekertem. Az így kapott induktivitás értéke 3,3 µH lett.

 

 

   Amennyiben az adott huzalból csak egyetlen menetnyit formázok (ez bár nem látszik, de attól még ott hempereg hanyagul balra az asztalon), annak induktivitása 1,9 µH-re adódik.
  
Az 1,9-es és az 5,3-as két szélsőértékből azt a következtetést sikerült levonnom, hogy egy adott hosszúságú huzalból a tekercselési átmérőtől majdnem függetlenül úgy nagyjából ugyanakkora induktivitást lehet készíteni, adódjon a menetszám bármekkorára is.
  
Itt persze felmerül a kérdés, hogy a "menet menet mellé szorosan" kritérium mindig ugyanúgy be volt-e tartva (nem), mint ahogy az is, hogy az eredményül kapott értékeken mennyit változtatott volna, ha a tesztet nem egy vastag (amúgy persze vékony) műanyag szigetelésű huzallal végzem el, hanem mondjuk valóban vékony lakkszigetelésűvel. (tekercselőhuzal) Szerintem közelítőleg ugyanez lett volna az eredmény.
  
Hogy ez az egész mégis mire volt jó? Nos arra, hogy ha egy adott tekercset szétszedek, majd a csévéjét lecserélem akár kisebb, akár nagyobb átmérőjűre, miközben a tekercselőhuzal hosszán még egy centit sem változtatok, most már van róla egy egészen kevéske tapasztalati fogalmam, hogy az induktivitás értéke csak alig fog megváltozni. Ezt így leírva én még életemben nem láttam! Ettől persze biztosan úgy van, hogy valami számomra érthetetlen bonyolultságú képletekből ugyanez az eredmény adódik, ez a dolog számomra azonban csak így, mármint tapasztalati úton volt felfogható.