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IU0BNG

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Inserito il - 28/07/2021 : 12:26:23
Buongiorno, Qualche collega è disposto a spiegarmi cos’è il fenomeno dell’autorisonanza, specificatamente negli accordatori e nelle antenne a loop magnetico? Ho capito che in un circuito RLC c’è una specifica frequenza dove, anche togliendo energia al circuito, quella presente nel condensatore continua a circolare. Quale sono gli effetti pratici di tale energia in un accordatore di antenna o in un’antenna a loop magnetico? O in un amplificatore? Grazie a chi vorrà dedicarmi del tempo. Bene accetti anche link. 73 autorisonanti. Claudio


Città: Roma ~ Messaggi: 1055 ~ Membro dal: 10/03/2014 ~ Ultima visita: Ieri

IU1CZA

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Inserito il - 28/07/2021 : 19:16:17

Io ho mai sentito una cosa simile.....sembra quasi d' essere in presenza del moto perpetuo !!!!!

Modificato da - IU1CZA in data 28/07/2021 19:18:03

Firma di IU1CZA

Silvio

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i4mfa

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Inserito il - 28/07/2021 : 20:37:20

Una bobina presenta un certo valore di induttanza (ovvio) ma anche una capacita' dovuta alla vicinanza l'una all'altra delle spire, capacita' che ad alte frequenze diventa importante da considerare.
Poi se uno si sofferma a divagare sul concetto sopra potrebbe anche distrarsi e scrivere

La frequenza per la quale tale valore capacitivo e' massimo viene detta di autorisonanza.

Ma fortunatamente ci sono colleghi attenti (iz2eas Michele) che segnalano questa essere affermazione fuorviante in quanto la reale definizione ovviamente è la frequenza a cui la sola bobina si comporta da circuito risonante senza necessità di un condensatore, per via del suddetto effetto.
Ne consegue che utilizzare un induttore ad una frequenza distante da quella di autorisonanza ci garantisce... di avere a che fare con un induttore, non con un insieme di induttanza e capacita'.
In un qualsiasi sistema di accordo il poter trascurare la capacita' della bobina e considerare solo quella dei condensatori presenti nel circuito... rende la vita facile e la sperimentazione corretta.

Modificato da - i4mfa in data 30/07/2021 22:53:26

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IU0BNG

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Inserito il - 29/07/2021 : 09:13:27

IU1CZA ha scritto:

Io ho mai sentito una cosa simile.....sembra quasi d' essere in presenza del moto perpetuo !!!!!

Assolutamente no, perchè non si crea nuova energia, ho solo capito che quella presente nel condensatore continua a dare i suoi effetti, che evidentemente sono destinati a smorzarsi prima o poi. Del resto che mettere le mani su un amplificatore appena spento sia pericoloso è una realtà.
Claudio

Modificato da - IU0BNG in data 29/07/2021 09:50:53

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IU0BNG

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Inserito il - 29/07/2021 : 09:50:10
Grazie I4MFA, È tutto molto chiaro quanto dici, in effetti sarebbe bello un mondo dove l'induttore fa solo l'induttore, etc... Grazie per il tuo contributo. Claudio


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IU0BNG

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Inserito il - 29/07/2021 : 12:38:57
Proverei ad azzardare un'ipotesi, giusto per confrontarmi con voi se ho capito l'effetto dell'autorisonanza riferito, questa volta, ad un'antenna a loop magnetico. Mettiamo un'antenna che lavori, per prendere valori realistici, tra i 20 ed i 40 metri. Mettiamo che la circonferenza dell'antenna sia di 5 metri, fatta con un conduttore di sezione 3 cm. Il calcolatore online di www.66pacific.com indica che per 14 MHz la capacità del condensatore deve essere di 30 pF, per 7 MHz quattro volte di più, 118 pF. Prendiamo per buoni questi valori. Ora, se io utilizzassi un condensatore variabile da 10 a 150 pF, potrei utilizzare l'antenna su 14 MHz, ponendo il condensatore nella posizione di 30 pF. Dimunuendo la capacità del condensatore la frequenza di lavoro dell'antenna si alzerebbe, finché non mi avvicino alla frequenza di auto risonanza del solo loop, che dovrebbe essere intorno ad una lunghezza d'onda di circa tre volte la circonferenza del loop, in questo caso 15 metri. Quindi, avvicinandomi a questa frequenza immagino che la capacità introdotta questa volta dal loop si vada a sommare a quella del condensatore, riabbassando la frequenza di lavoro del loop. Quindi c'è una frequenza sopra la quale non riesco ad andare, perché diminuisco la capacità del condensatore ma vado ad aggiungere quella di auto risonanza del loop. E' esatto quanto da me dedotto? Claudio
Modificato da - IU0BNG in data 29/07/2021 12:49:51


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IK4MDZ

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Inserito il - 29/07/2021 : 14:18:19

Marco, I4MFA, ha spiegato perfettamente il fenomeno dell'autorisonanza che avviene in una bobina. Per quanto riguardaa il mettere le mani in un amplificatore appena spento e' pericoloso ma perche' i condensatori elettrolitici dell'alimentazione sono ancora parzialmente carichi, ma con l'autorisonanza non ha nulla a che fare, secondo me. Poi, l'autorisonanza di una antenna loop la capirei per un antenna a telaio che sfrutta proprio questo fenomeno, ma per un loop singola spira faccio molta fatica a pensarlo.

Modificato da - IK4MDZ in data 29/07/2021 14:23:38

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Franco
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IU0BNG

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Inserito il - 29/07/2021 : 14:25:26
IK4MDZ, Su quanto asserisci sugli amplificatori sarei d'accordo, ma era solo un esempio per dire che un condensatore che mantiene una carica non significa moto perpetuo. Il fenomeno dell'autorisonanza è qualcosa che sto cercando di capire, e mi riesce difficile. Il dubbio che hai sulla loop monospira è lo stesso dubbio mio, però tuttavia siccome molti costruttori di loop magnetiche dicono che non bisogna farli più grandi di 1/4 lambda, per evitare l'autorisonanza che interverrebbe a dimensioni poco superiori, ecco che ho ipotizzato l'esempio che ho fatto. Grazie per il tuo intervento. Claudio


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IK3OCA

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Inserito il - 29/07/2021 : 14:41:46
Salve Claudio IU8BNG e ciao a tutti! Sì Claudio, è come dici, e se addirittura togli il condensatore variabile dalla loop ci sarà sempre una capacità propria, dispersa, distribuita, ecc. dell'antenna che unita alla sua induttanza determinerà una risonanza dell'antenna. Quella frequenza è quella di autorisonanza e, agendo come hai detto, sopra a quella frequenza non si va per autorisonanza. Però questo non significa che un'antenna non possa essere usata in frequenze diverse da quella di autorisonanza, né se sono più alte, nè se sono più basse, e ciò si ottiene per mezzo di un accordatore. Se leggi in giro come e perchè l'accordatore funziona, forse questo ti aiuterà a orientarti meglio sulle tue riflessioni sulle antenne. 73 Rosario


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IU0BNG

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Inserito il - 29/07/2021 : 14:50:51
Rosario grazie per il tuo confronto e conforto. D'accordissimo poi sul discorso dell'accordatore. Un caro saluto. Claudio


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IK4MDZ

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Inserito il - 29/07/2021 : 15:38:19

Il fatto che la circonferenza del loop non debba essere maggiore di Lambda/4 deriva dal fatto che per essere considerato davvero "magnetico" un loop dovrebbe sempre avere una circonferenza compresa tra 1/8 a 1/4 d'onda perché si é sperimentato che é proprio in questo "intervallo" che si ottiene l'uniformità nella distribuzione della corrente in tutti i punti del loop. Ma non ha niente a che fare con l'autorisonanza.
Sarebbe interessante prendere un loop e, senza circuito di accordo e misurarne la frequenza di autorisonanza. Questa la si puo' determinare sperimentalmente attraverso un vna nel punto in cui la fase della reattanza da induttiva diventa capacitiva.

Modificato da - IK4MDZ in data 29/07/2021 16:17:55

Firma di IK4MDZ

Franco
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IU0BNG

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Inserito il - 29/07/2021 : 16:38:13

IK4MDZ ha scritto:

Il fatto che la circonferenza del loop non debba essere maggiore di Lambda/4 deriva dal fatto che per essere considerato davvero "magnetico" un loop dovrebbe sempre avere una circonferenza compresa tra 1/8 a 1/4 d'onda perché si é sperimentato che é proprio in questo "intervallo" che si ottiene l'uniformità nella distribuzione della corrente in tutti i punti del loop. Ma non ha niente a che fare con l'autorisonanza.
Sarebbe interessante prendere un loop e, senza circuito di accordo, misurare la frequenza di autorisonanza. Questa la si puo' determinare sperimentalmente attraverso un vna nel punto in cui la fase della reattanza da induttiva diventa capacitiva.

IK4MDZ,
Anche su questo mi trovo sostanzialmente d'accordo con te. Secondo me facendo questa prova verrebbe fuori che l'auto risonanza sarebbe quando la circonferenza del loop è di circa lambda / 2, guarda caso come se il loop fosse un dipolo a mezz'onda con le braccia curvate a riavvicinarsi in alto.
Magari un po' meno di lambda mezzi, per via dell'aumentata induttanza dovuta alla forma a cerchio.
E' che sulla loop magnetica tanto è stato scritto, ma sempre con poche spiegazioni.
L'ottimo Fausto Coletti IK4NMF ha descritto molto bene qui su AF in passato il perché la loop magnetica deve avere un ben preciso dimensionamento, lui parlava tra 0.1 ed 0.15 lambda, fondamentalmente per quanto hai detto anche tu, lo scorrere delle correnti determina il modo in cui il segnale lascia il loop.
Osservo poi che sia nei loop di Ciro Mazzoni che in quello della MFJ (nella versione 1786) la lunghezza d'onda della frequenza massima di lavoro è circa tre volte e mezzo la circonferenza del loop.
Certamente sarebbe interessante togliere il condensatore e vedere a che frequenza capacità ed induttanza si elidono, ma evidentemente si avrebbe un'antenna che non sarebbe più un'antenna a campo magnetico, ma esclusivamente un circuito risonante. Cosa che di per sé lascia il tempo che trova.
Claudio

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IK4MDZ

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Inserito il - 29/07/2021 : 16:55:45

Ma guarda che la loop si comporta esattamente come un circuito LC dove le due reattanze, induttiva del loop e capacitiva del condensatore, si elidono rimanendo solo la parte resistiva che, deve essere minimizzata in quanto la resistenza di radiazione di per se molto bassa e basta una resistenza nel loop che si compromette il rendimento. Per effetto pelle la corrente circola solo sull'esterno del loop e quindi tubi di sezione generosi.

Modificato da - IK4MDZ in data 29/07/2021 16:56:57

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i4mfa

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Inserito il - 29/07/2021 : 20:23:52

Posso permettermi di osservare che se un radioamatore chiama strallo un controvento probabilmente in modo altrettanto inesatto parla di autorisonanza?
Se calcoli la induttanza di una bobina, e la chiami L, la frequenza di risonanza (non autorisonanza) di un circuito L C e' data da
159
---FRATTO---
radice(L*C)
[e da qui capisci il 4xC = 2xF, essendo 2=radice(4)]
Ne consegue che - per amor di calcolo - se ipotizziamo che una spira del diametro di 5m e delllo spessore di 3cm abbia L=13, la frequenza di risonanza di un circuito LC per C=30 si aggira intorno agli 8MHz. Di risonanza.
Le cariche poste su una coppia di "piastre" di L=3cm a distanza D=5m, isolante aria, di capacita' ne fanno veramente pochina, quindi parlare di autorisonanza...

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IU0BNG

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Inserito il - 29/07/2021 : 20:58:57
I4MFA, Innanzitutto grazie per il tuo nuovo contributo, estremamente gradito. Da quello che avevi scritto precedentemente avevo capito che la frequenza a cui un induttore è autorisonante è quella che su quell'induttore sviluppa la massima capacità. E' esatto o ho capito male? Adesso sei partito dall'esempio che ho portato io col calcolatore online di www.66pacific.com Prendiamo per oro colato i dati da lui calcolati (da un'ipotesi dobbiamo pur partire, in questa fase ci interessa solo la coerenza dei dati). Io in questo momento non ricordo le unità di misura della formula che hai riportato tu, in ogni caso questo è il risultato del calcolatore online: Antenna efficiency: 91% (-0.4 dB below 100%) Antenna bandwidth: 42.8 kHz Tuning Capacitance: 30 pF Capacitor voltage: 3,542 volts RMS Resonant circulating current: 9.23 A Radiation resistance: 0.535 ohms Loss Resistance: 0.052 ohms Inductance: 4.36 microhenrys Inductive Reactance: 384 ohms Quality Factor (Q): 327 Distributed capacity: 13 pF C'è quest'ultimo dato della capacità distribuita che in qualche modo senz'altro entra in gioco. Io al momento non saprei dirti se la tua ipotesi di L = 13 sia coerente o meno. In ogni caso ho capito che una cosa è la frequenza di risonanza di un circuito, come un'antenna loop magnetico (ma di tutte le antenne e di tutti i circuiti RLC in generale), che è quella frequenza dove L e C si elidono lasciando solo R, una cosa è la frequenza di auto risonanza dell'induttore che è quella a cui l'induttore sviluppa la sua massima C. Spero di essere nel giusto. Claudio


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IU0BNG

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Inserito il - 29/07/2021 : 21:02:36
Ho scordato di riportare i dati di input. Circonferenza 5 metri, sezione 3 cm, frequenza 14 MHz, potenza 100 Watt. Se vario la frequenza la capacità distribuita rimane sempre 13 pF
Modificato da - IU0BNG in data 29/07/2021 21:03:23


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IU0BNG

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Inserito il - 30/07/2021 : 00:02:56
In ogni caso mi sembra di avere fatto confusione tra capacità e reattanza capacitativa. La prima è fissa, la seconda dipende dalla frequenza della corrente che l'attraversa. Quindi giustamenre il loop ha un solo valore di capacità distribuita, ma al variare della frequenza varierà la reattanza capacitativa prodotta.


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i4mfa

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Inserito il - 30/07/2021 : 08:42:16

i4mfa ha scritto:
Le cariche poste su una coppia di "piastre" di L=3cm a distanza D=5m, isolante aria, di capacita' ne fanno veramente pochina, quindi parlare di autorisonanza...

Ho scritto
Capacità dovuta alla vicinanza fra le spire
Parlare di una spira esclude tale assioma.
Il quotato era ironicotecnico.

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iz2eas

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Inserito il - 30/07/2021 : 08:46:05
Ciao, un induttore presenta sempre una capacità distribuita tra le spire dell'avvolgimento, capacità che lo rende di fatto un circuito (R)LC con risonanza di tipo parallelo. A bassa frequenza l'effetto della suscettanza capacitiva è minimo e l'impedenza che si vede ai morsetti è induttiva e molto vicina a quella di targa. Salendo in frequenza aumenta il contributo della suscettanza capacitiva e la reattanza totale cresce - si ricordi che alla risonanza un circuito (R)LC di tipo parallelo tende al circuito aperto (reattanza elevatissima). Oltre la frequenza di autorisonanza domina la suscettanza capacitiva e l'induttore si comporta - di fatto - come un condensatore ed è sostanzialmente inutilizzabile. Si vedano anche le simpatiche prove effettuate da IZ2NXF: http://air-radiorama.blogspot.com/2...minivna.html Se si parla di antenne loop (piccole), ovviamente, il discorso è totalmente diverso, in quanto esse sono normalmente poste in risonanza da una capacità esterna. 73, Michele PS: ovviamente la capacità distribuita ("parassita") esiste anche nel caso di spira singola
Modificato da - iz2eas in data 30/07/2021 08:47:44


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IK4MDZ

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Inserito il - 30/07/2021 : 14:43:10

Per fati vedere in cosa consiste la autorisonanza, che peraltro e un effetto non desiderato se non per particolari scopi, ho preso una bobinetta da 8/10 spire affiancate che era utilizzata su un alimentatore switching che lavorava intorno ai 25/ 30KHz. L'induttanza di tale bobina e' di circa 5.6uH e ne ho valutato il suo comportamento da 50KHz a 33MHz.
Il risultato e' che sul marker 1 @50KHz l'induttanza aveva ancora il suo valore nominale, mentre aumentando la frequenza ovviamente la sua reattanza induttiva aumentava ma arrivando a 12/13MHz@ marker2, avviene un repentino cambio di segno nella reattanza che da induttiva diventa capacitiva. All'aumentare della frequenza si ritrovano altri comportamenti come questo, da capacitiva ritorna induttiva e viceversa ma con una resistenza esibita piu' alta, vedi la Carta di Smith, allontanandosi dal marker 1.
Per quanto riguarda la tua affermazione "la frequenza di auto risonanza dell'induttore che è quella a cui l'induttore sviluppa la sua massima C. Spero di essere nel giusto", non e' corretta.

Immagine:

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Modificato da - IK4MDZ in data 30/07/2021 15:02:35

Firma di IK4MDZ

Franco
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IZ3GJY

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Inserito il - 30/07/2021 : 15:48:55

A frequenze relativamente basse (e il concetto di “basso” dipende dalle caratteristiche del circuito) l’approssimazione di considerare un componente solo capacitivo (condensatore) o solo induttivo (bobina) ovvero di trattare i circuiti a “costanti concentrate” porta a risultati soddisfacenti.

Ma nella realtà, in tutti i componenti di un circuito sono presenti, in misura più o meno grande, capacità, induttanza (e resistenza ohmica), ovvero le “costanti” sono “distribuite” e tener conto di questo diventa progressivamente più importante man mano che si sale con la frequenza. Nel campo delle microonde (ma qualche volta anche prima), ad esempio, le costanti (capacità e induttanza) vanno considerate praticamente sempre distribuite. Un tipico esempio è dato dalle cavità risonanti.

Sia un condensatore che una bobina manifestano il fenomeno dell’autorisonanza (cioè si comportano come un circuito risonante) per la frequenza alla quale la reattanza capacitiva uguaglia quella induttiva, e normalmente, chi progetta un circuito fa di tutto per tenersi ben al di sotto di tale frequenza. Come giustamente osservato in precedenza da Franco IK4MDZ, passato tale valore il componente non si comporta più come previsto.

Questo è il motivo per cui, ad esempio, i condensatori e bobine per applicazioni nelle UHF, hanno, in generale, caratteristiche piuttosto diverse da quelli utilizzati nelle HF

73 e buone ferie a tutti de Paolo IZ3GJY

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Sez. ARI di Padova

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IU0BNG

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Inserito il - 30/07/2021 : 17:05:36
IZ2EAS, IK4MDZ, IZ3GJY, Forse la nebbia comincia a diradarsi. A parte il fatto che ho grossolanamente parlato di capacità intendendo invece reattanza capacitiva, che è ben altra cosa. I vostri ultimi interventi mi stanno aprendo un varco. Come mostrato dallo sweep di IK4DMZ, partendo, nel caso specifico da un induttore, questo mostra reattanza induttiva, che va ad aumentare con l'aumentare della frequenza. Poi ad un certo punto la reattanza capacitiva prende il sopravvento, e la frequenza dove ciò avviene è una (perché se ho capito bene non è l'unica) frequenza auto risonante. E apprendo che tale inversione nel segno della reattanza avviene anche con i componenti capacitativi. Bene, ignoravo tutto ciò. Allora è per questo motivo che i choke per le correnti di modo comune possono presentare delle frequenze che inaspettatamente non vengono bloccate come altre frequenze adiacenti? Ossia improvvisamente la reattanza induttiva cala, abbassando repentinamente l'impedenza che la corrente incontra? Grazie a tutti per i vostri interventi. Claudio
Modificato da - IU0BNG in data 30/07/2021 17:07:14


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i4mfa

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Inserito il - 30/07/2021 : 19:44:28

iz2eas ha scritto:
un induttore presenta sempre una capacità distribuita tra le spire dell'avvolgimento

Premesso che stiamo dicendo la stessa cosa,

i4mfa ha scritto:
Una bobina presenta ... anche una capacita' dovuta alla vicinanza l'una all'altra delle spire...

la seconda tua parte

iz2eas ha scritto:
... la capacità ... esiste anche nel caso di spira singola

in questo contesto (loop di 3m a 14MHz) e' fuorviante, ingegneristicamente parlando: che la capacita' a 7MHz esista in termini da essere considerata, gentilmente me lo calcoli.
Altrimenti chi non sa va nel pallone!

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iz2eas

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Inserito il - 30/07/2021 : 20:45:39

i4mfa ha scritto:

Una bobina presenta un certo valore di induttanza (ovvio) ma anche una capacita' dovuta alla vicinanza l'una all'altra delle spire, capacita' che ad alte frequenze diventa importante da considerare.
La frequenza per la quale tale valore capacitivo e' massimo viene detta di autorisonanza.....

Per dirla tutta, tu hai scritto nel tuo post "La frequenza per la quale tale valore capacitivo e' massimo viene detta di autorisonanza", affermazione che - ingegneristicamente parlando - è una immane bestialità. Questo sì che è fuorviante.

73,

Michele

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i4mfa

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Inserito il - 30/07/2021 : 23:04:50

Michele, fermo "testando" che non mi hai risposto, grazie per la segnalazione della (abbiate pietà, ogni tanto a metà post mi scolo due bottiglie di wiskey) affermazione fuorviante.
(no, no, qui concordo con te, immane bestialita', ho scritto parole senza senso, chissa' che divagazione avevo in testa...)
Concludo con la altrettanto perfetta espressione americana,
Zenchiu pard!

Modificato da - i4mfa in data 31/07/2021 18:46:06

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