|
| |
| |
Võimendite Mõõtmine
Enamasti kasutatakse koormustakistina hulka radiaatorile kinnitatud keraamilisi takisteid. Kuna aga üks takisti maksab umbes 10 krooni ning 1000W ja võimsamate võimendite mõõtmiseks läheks selliseid takisteid päris palju vaja, läheks selline koormustakisti ehitamine üsna kalliks. Seepärast kaalusin muid variante ning lõpuks otsustasin kerida vasktraadist suured mähised. Mähiste suurim miinus on aga see, et keerdus traadil tekib induktiivsus, mis tekitab reaktiivtakistuse ning nii võib muutuda näiteks 4-oomise mähise takistus helisignaali korral kümnekordseks. Selle vastu aga aitab lihtne nipp - pool mähist kerida päripäeva ning teine pool mähist vastupäeva. Nii nullivad mähisepooled üksteise induktiivsuse ära. Pooli aluseks valisin alumiiniumtoru, kuna alumiinium juhib hästi soojust, mis tagab hea mähise jahutuse ning alumiiniumsüdamik ei tekita elektromagnetvälja (kuigi induktsioonivoolu ei tohiks tänu sümmeetrilistele keerdudele mähises üldse tekkida), igaks juhuks. Et saaks erinevaid võimendeid erinevate takistuste korral mõõta, otsustasin teha kaks 2-oomist ja ühe 4-oomise mähise. See võimaldab kombineerida järgmisi takistusi:
0.8Ω |
1Ω |
1.33Ω |
1.5Ω |
2Ω |
3.33Ω |
4Ω |
5Ω |
6Ω |
8Ω |
2x2Ω |
2x4Ω |
Koormustakisti ehitust alustasin teoreetilise arvutamisega - millist traati kasutada, kui palju traati kulub ning kui palju võimsust ajaühikus mähis kannatab. Kasutades vase ja alumiiniumi eritakistust, tihedust, erisoojust ja tabelarvutusprogrammi, koostasin järgmise tabeli:
|
2 oomine mähis |
4 oomine mähis |
Mähis |
|
|
Traadi läbimõõt, mm |
0.63 |
Traadi ristlõikepindala, mm² |
0.31 |
Traadi pikkus, m |
35.6 |
71.3 |
| Traadi mass, g | 99 |
198 |
Traadi keerdude arv |
252 |
504 |
Mähise kihtide arv |
1 |
2 |
Mähise pikkus, cm |
15.9 |
Soojusmahtuvus, J/C |
39.6 |
79.2 |
Mähisealus |
|
|
Pikkus, cm |
23 |
Läbimõõt, mm |
45 |
Seina paksus, mm |
2 |
Mass, g |
167.8 |
Soojusmahtuvus, J/°C |
147.7 |
Üldine |
|
|
Soojusmahtuvus, J/°C |
187.3 |
226.9 |
Võimsustaluvus 3 sek jooksul eeldusel, et takistus muutub <10%, W |
1560 |
1889 |
Koormustakistile kavatsesin lisada elektroonikaosa, mis süütab valgusdioodi, kui mähise takistus on kuumuse tõttu tõusnud 10%. Nii annab koormustakisti mõõtmise ajal märku, kui mähis on liiga kuum ja hakkab mõjutama mõõtetulemust. Vase puhul on selleks temperatuurimuutuseks, mille korral takistus muutub 10%, 25°. Temperatuuri mõõtmiseks kasutasin NTC termistorit, millede takistust võrdlesin valitud takistite omaga kasutades komparaatorit LM393N. Skeem sai selline:
Nüüd ehitama! Pooli aluse sain antennimastist:
 
Traadiks leidsin 18-kilose rulli 0.63mm vasktraati. Sellest umbes 400g ehk 150 meetrit kerisin alustele nii, et tekiks kaks 2- ja üks 4-oomine mähis. Iga mähise kerimine võttis paar tundi kusjuures traati ei tohtinud kordagi lahti lasta - muidu oleks pool laiali jooksnud. Kui mähis valmis sai, puurisin alusesse augu, keerasin auku kruvi ja mähise lõpu ümber kruvi kinni. Iga mähise sisse kerisin ka termoanduri, mis annab märku kui mähis kuumeneb nii palju, et takistus suureneb üle lubatud piiri.
Viimaks katsin mähised polüestervaiguga:
Seejärel tegin aluse, mille katsin vaibaga - vaip pole küll kõige kenam viimistlusvahend, kuid ei kriimustu ega määrdu.
Mähisealustele lõikasin alt kolm kõrva ning kinnitasin nad nendega aluse külge:
Aluse alla tinutasin elektroonika, mis süütab lambi, kui mähise takistus on suurenenud kuumuse tõttu üle 10%. Elektroonika töö kontrollimiseks ning mähiste soojusmahtuvuse mõõtmiseks kütsin mähiseid 12V toiteplokiga ning mõõtsin mähiste temperatuuri sõltuvuse ajast. Nii saigi koormustakisti valmis.
Mõõdetud tulemused:
|
2 oomine mähis |
4 oomine mähis |
Takistus temperatuuril 25°C, Ω |
2.0 |
4.0 |
Takistus temperatuuril 50°C, Ω |
2.2 |
4.4 |
Induktiivsus, mH |
0.006 |
0.014 |
Soojusmahtuvus, J/°C |
209 |
312 |
Jahtumise intensiivsus °C²/s |
0.0004e^0.1143*T
|
0.0005e^0.1028*T
|
Mähiste takistuse muutumise ja 25°C võrra soojenemise aja sõltuvuse võimsusest graafik:
Kokkuvõtteks on koormustakisti end igati õigustanud võimendite võimsuse mõõtmisel. Induktiivsus on niivõrd väike, et reaktiivtakistus on kaduvväike. Võimsustaluvus on piisav, et mõõta ka võimsamaid võimendeid. Elektroonika töötab tõrgeteta ning temast on abi võimsamate võimendite mõõtmisel. Lisaks sellele on koormustakisti ka huvitava välimusega, mis tõmbab eranditult kõigi tähelepanu.
|
|
|
