eigen capaciteit van een grote spoel.

Ik wil een hele grote spoel gaan maken op een PVC buis van 12,5cm diameter. Wat ik nodig heb is een berekende draadlengte van ongeveer 50 meter, maar in mijn berekening hou ik geen rekening met de eigen capaciteit van de spoel naar zijn omgeving.

Weet iemand welke vuistregel ik kan toepassen wat de eigen capaciteit van de spoel ongeveer is?
Voor een draadlengte van 1 meter reken ik 10pF, maar geldt dat ook voor spoelen?
Is dat bijvoorbeeld (ik zeg zo maar iets) 1pF per meter of zo?

Hartelijk dank voor uw reactie.

Telefunken Sender Systeme Berlin
Anoniem

Daar is geen zinnig antwoord op te geven met wat je ter beschikking stelt van gegevens.
De capaciteit is niet enkel afhankelijk van de lengte vande draden, maar ook van het oppervlak van de draden, maar ook van de afstand waarop ze van elkaar liggen en van het soort dielektricum.
Het maakt een zeer groot verschil als je wikkeldraad gebruikt van 0.1mm2 of 2.5mm2.
Als je gelakte transfodraad gebruikt met een dunne laklaag is de afstand een stuk kleiner dan als je installatiedraad gebruikt.

Maar dat is een mooi idee. Als je een dikke spoel rond de toiletbuis wikkelt, en je eet flink wat spinazie, kun je je drollen wegzuigen zonder waterverbruik. :-)

Thevel

Golden Member

Hierboven:
Veel Popeye gekeken?? :) ;)

Helaas bevat spinazie veel minder ijzer dan vaak wordt beweerd; dat was schijnbaar een schrijffout van een onderzoeker lang geleden (decimale punt op de verkeerde plaats), en het heeft bijna 70 jaar geduurd voordat iemand de meting herhaalde.

Voor die spoel zijn 2 capaciteiten relevant: de inter-winding capaciteit, die afhankelijk is van het aantal windingen, het buitenoppervlak van de draad, de onderlinge afstand, en het dielectrische materiaal (vergeet ik nog iets?). Daarnaast heb je een capaciteit naar de omgeving. Voor die laatste is een mooie naam, die ik vergeten ben.

Waar wil je de spoel voor gebruiken? HF is niet mijn tak van sport, dus meestal zijn dergelijke capaciteiten voor mij verwaarloosbaar.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Ja duidelijk dat er veel meer factoren meespelen en de wikkelspatie tussen de wikkelingen speelt ook een belangrijke factor mee.
Ik heb er al wat op verzonnen; ik maak eerst een test spoel om te kijken op welke resonatie frequentie ik uit kom.

Daarna door het gebruiken van een correctie factor kan ik de werkelijke resonatie frequentie opmeten en toepassen in mijn berekening.

G.D. drollen wegzuigen met een magnetisch HF veld?
Ach ja wie weet je moet er maar wat in zien, nee dit is voor een antenne.

groetjes van Martin.

Telefunken Sender Systeme Berlin

Ha Martin V,

Ik hou als vuistregel deze formule aan Cs = 2π D / arccosh (p / d)

Cs = de zelf capaciteit (pF)
D de diameter vwn de winding in cm
p de afstand tussen de wikkelingen
d de draad diameter

Dit geldt voor een lucht spoel.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

...Maar dat is een mooi idee. Als je een dikke spoel rond de toiletbuis wikkelt, en je eet flink wat spinazie, kun je je drollen wegzuigen zonder waterverbruik. :-)

LOL
Hopelijk is de spoel goed aangesloten...

Hartelijk dan Henk voor de berekening en ook voor de tip van Leon Wallenburg, hier kan ik verder mee.

Telefunken Sender Systeme Berlin
Frederick E. Terman

Honourable Member

De effectieve eigencapaciteit van een spoel hangt voor een groot deel van de randvoorwaarden van de situatie af.
Bijvoorbeeld, als de spoel aan één kant aan massa ligt, dan is zijn effectieve eigencapaciteit relatief ongevoelig voor de interwindingcapaciteit, en hangt veel meer af van randeffecten naar massa.
Hiervoor is voor zover bekend nog geen analytische afleiding gemaakt.

Er is een semi-empirische formule die ervan uitgaat dat a) de draadisolatie een diëlectrische constante dicht bij 1 heeft (zoals bij lakdraad, maar niet bij draad met dikke vinylisolatie); en b) dat één kant van de spoel aan massa ligt. Onder die voorwaarden is de effectieve parallelcapaciteit van de spoel ongeveer (Medhurst 1947, Lee 2004; omgezet naar SI-eenheden):

Hierin is D de diamater van de spoel in meters, en l de lengte ervan in meters. Epsilon-nul is ca. 8,85 pF/m.

De formule strookt met Medhurst's gemeten praktijkwaarden binnen 5% voor l/D-verhoudingen tussen 0,1 (een korte, dikke spoel) tot 50 (een heel slanke spoel).

--
Je moet inderdaad ook rekening houden met de capaciteit van de overige bedrading. Lee geeft ook hiervoor formules, maar de capaciteit is over het algemeen in de orde van 10 pF/m.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Hubie

Special Member

Een grote spoel. ;-)

Ik las ergens (20 jaar geleden)dat onderzeeboot communicatie onder de 20 KHz zit.(of zat)
In een HF special stond een ontwerp voor een 'Zeer lage frequentie antenne'

In de PVC buis zitten ongeveer 30 ferriet staven aan elkaar gelijmd op een ronde stok hout.
Ik had al wilde fantasieen om de antenne op een gradenboog te plaatsen en zo de positie te bepalen van een station(uitnullen)
(Gaat nooit lukken natuurlijk,een driehoeksmeting is daarvoor noodzakelijk)
Enfin,het ding staat dik onder het stof op de kast in de radiohut.
Met een sticker erop waarop staat 'toch nog een keer aan beginnen'

Maar het is wel "een grote spoel " ;-)

Ook leuk:

http://www.amateur-radio-antenna.com/ferrite-antenna/ferrite-antenna-n…

Anoniem

Voor een antenne?
Ik ben benieuwd wat dat moet worden.
Een diameter van slechts 12.5cm en een groot aantal windingen.
Dat moet haast voor een lage frequentie zijn.

@Hubie, weer een broodje aap.
Water geleidt zo slecht radiogolven dat voor lange afstand communicatie de gebruikte vermogens in de MW zouden lopen.

Naar verluidt zouden de Duitse U boten in WW2 op die manier opdrachten gekregen hebben, maar tweeweg communicatie was vrijwel onmogelijk omdat een duikboot gewoon niet voldoende vermogen kon opwekken. Tsja, misschien kunnen de reusachtige moderne militaire atoomonderzeeërs dat wel, maar dat gaan ze niet an onze neus hangen.

aan boord van duikboten staan zender-ontvangers die er net zo uitzien als gewone scheeps SSB tranceivers. Met dit verschil, dat ze met ultrasoon geluid werken.
Voor radiocommunicatie hebben ze ook zender-ontvangers, maar dan gaan ze boven water liggen en doen ze als alle andere schepen. .

GD, communicatie kan ook éénrichtingsverkeer zijn ;)

Met VLF kan je een onderzeeër die enkele meters onderwater ligt een bericht versturen.

Ik neem op kleine schaal reparaties van buizen-elektronica aan voor een heel aardig uurtarief. Interesse? Mail me!

Ha Hubie,

Ik heb hier ook nog zo,n spoel om af te maken komt nu niets van :+ .
Diameter 35cm lengte 70cm.
Ferrietstaven dat is nog een kunst om ze goed te bundelen ergens op een draadje van mij staat een en ander.
Die ik gebruik diameter 20mm lang 200mm 40 stuks ik wil de antenne stuurbaar maken dus dat ik het stralingspatroon kan regelen.

@ Martin V,

De diëlektrische constante van je koker spelen bijna geen rol meer bij een grote spoel groter dan 2cm.
Hoe ga je de eigen frequentie resonantie meten?

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Hubie

Special Member

@GD
Je begint een beetje een"old grumpy man"te worden GD.
Broodje aap?
Je hoeft maar een Klingenfuss frequentiegids open te slaan en je ziet dat er op zeer lage frequenties communicatie plaatsvind.
Zie foto:
Of dat onderwater of bovenwater is zal mij verder worst wezen.

En verder wil ik de TS zijn topic niet verpesten dus ik laat het hier maar bij.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Ik heb in mijn jongere jaren genoeg telegrammen ontvangen zonder te kunnen zenden. Drie maal per dag was er zo'n enkelzijdige uitzending.
Ontvangstbevestiging kwam dan later wel weer, als ik een HF-zender kon gebruiken.

@Hubie, voor 518 kHz (Navtex) zijn er verschillende actieve ontvangstantennes op de markt. Maar er was ook een passieve, alleen bestaande uit een spoel die met zijn eigencapaciteit resoneerde op 518 kHz; met daaroverheen een koppelspoel voor de 50 ohm aansluiting op de ontvanger.
Jouw antennespoel lijkt daar wel op, behalve dat in de 518 kHz-antenne geen ferriet zat. Leuk!

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
mel

Golden Member

VLF, voor communicatie met onderzeeboten, heeft een reden.
De doordringbaarheid word groter naarmate de frequentie lager word.
(nog lager en je hebt een sonar ontvanger nodig :) )

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Op 13 juli 2018 23:08:16 schreef grotedikken:
Voor een antenne?
Ik ben benieuwd wat dat moet worden.
Een diameter van slechts 12.5cm en een groot aantal windingen.
Dat moet haast voor een lage frequentie zijn.

Ja dat klopt het is voor een lage frequentie op 1800kHz.
De spoel heeft een lengte van 330cm, maar is slechts 81µH.
Het is eigenlijk een soort Tesla spoel met een kleine topcapaciteit aan het uiteinde, de onderkant van de spoel is geaard.

Op 13 juli 2018 22:09:56 schreef Frederick E. Terman:
De effectieve eigencapaciteit van een spoel hangt voor een groot deel van de randvoorwaarden van de situatie af.
Bijvoorbeeld, als de spoel aan één kant aan massa ligt, dan is zijn effectieve eigencapaciteit relatief ongevoelig voor de interwindingcapaciteit, en hangt veel meer af van randeffecten naar massa.

Je moet inderdaad ook rekening houden met de capaciteit van de overige bedrading. Lee geeft ook hiervoor formules, maar de capaciteit is over het algemeen in de orde van 10 pF/m.

Fet ook bedankt voor jou reactie.
De onderkant van de spoel is dus geaard.

Op 13 juli 2018 23:28:07 schreef electron920:
De diëlektrische constante van je koker spelen bijna geen rol meer bij een grote spoel groter dan 2cm.
Hoe ga je de eigen frequentie resonantie meten?

Ik heb daarvoor een meetzender gebouwd welke de HF stroom meet.
Een antenne in resonantie neemt stroom af op die frequentie, op die manier kan ik makkelijk de resonantie frequentie meten.

Iedereen bedankt voor jullie bijdragen, ik kom er verder wel uit door de resonantie frequentie op te meten en de windingen aan te passen op de gewenste frequentie.

Telefunken Sender Systeme Berlin
Anoniem

Op 13 juli 2018 23:27:58 schreef Ledlover:
GD, communicatie kan ook éénrichtingsverkeer zijn ;)

Dat klopt niet echt, zie hier de definitie: Communicatie is een activiteit waarbij levende wezens betekenissen uitwisselen door op elkaars signalen te reageren. ;-)

Met VLF kan je een onderzeeër die enkele meters onderwater ligt een bericht versturen.

Kan, idd, maar dat wordt niet gebruikt. Daartoe hebben alle onderzeeers communicatie-apparatuur aan boord die op ultrasoon geluid werkt.
Niet te verwarren met de SONAR en dieptemeter. Deze communicatieapparatuur biedt dezelfde mogelijkheden als een radioverbinding en is voor de operator niet te onderscheiden daarvan.
Bij toeristische onderwatertrips worden deze ultrasoontranceivers bijvoorbeeld gebruikt om de duikboten met het moederschip te laten communiceren.
Ik weet het heel zeker, want ik heb dergelijke apparaten getest.
Ik heb het over burgertoepassingen en heb natuurlijk geen idee wat de militairen van de grote mogendheden met hun haast onbeperkte financiele middelen allemaal kunnen. Maar het lijkt me een haast onmogelijke opdracht om een VLF radiosignaal over duizenden km door de lucht te versturen en dat dat signaal dan nog krachtig genoeg is, want het gaat dan over mV's om ter plaatse meters diep in zoutwater door te dringen. In elk geval slechts haalbaar door enorme middelen in te zetten.

Radio Vaticaan zendt op de lange golf uit met megawatts, en met wat geluk kun je die hier op je portabele radio ontvangen in de badkamer. Maar duw die eens onder in het bad, en je zal niks meer horen. ;)

evdweele

Overleden

Op 14 juli 2018 14:38:32 schreef grotedikken:
Radio Vaticaan zendt op de lange golf uit met megawatts, en met wat geluk kun je die hier op je portabele radio ontvangen in de badkamer. Maar duw die eens onder in het bad, en je zal niks meer horen. ;)

Radio Vaticaan heeft nooit op de langegolf uitgezonden.

De langegolf omroepband is iets anders dan VLF.
Hier een voorbeeld van een VLF-zender Woodside Australië

the station was used as a transmitter for uni-directional communications to submarines on 13 kHz under the callsign VL3DEF until 2004. Until December 2008, it had been transmitting a 100 baud MSK modulated signal on 18.6 kHz.

https://en.wikipedia.org/wiki/Very_low_frequency

VLF waves can penetrate seawater to a depth of at least 10 to 40 meters (30 to 130 feet), depending on the frequency employed and the salinity of the water, so they are used to communicate with submarines.

Techniek is ervoor gemaakt om ons in de steek te laten. Het blijft een ongelijke strijd tussen de techniek en de technicus.

Ha grotedikken,

Er is wel communicatie ELF 76Hz....82Hz geen spraak maar morse een paar tekens per minute.
Het probleem is de diëlektrische constante van water deze is het hoogst van alle materialen op deze aardbol namelijk ongeveer 80.
Verder de geleiding van zout water en niet te vergeten de brekingsindex.

@FET,

Hoe ging dat met de berichten zijn dit speciale grondstations want je heb een precisie hoek nodig om af te stralen richting het water?

@Martin V,

Is begrepen gaat vast lukken laat maar weten wat het wordt of wat je ontvangt ;)

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

@Hubie, weer een broodje aap.
Water geleidt zo slecht radiogolven dat voor lange afstand communicatie de gebruikte vermogens in de MW zouden lopen.

Hier wordt gesteld dat het gewoon niet mogelijk is om onderwater op een lage frequentie te ontvangen of te zenden.

Ik denk dat het heel lastig is, maar dat het wel degelijk kan. En tweerichtig communicatie is natuurlijk altijd mogelijk. Dat lukte vroeger toch ook toen men per brief, postduif semafoor enz, communiceerde. De Inca's bestuurde hun rijk zelfs met koeriers die reeksen geknoopte touwtjes rondbrachten.

Bij al deze communicatie vormen kreeg men dezelfde dag echt geen antwoord. Het duurde misschien wel een half jaar voor er antwoord kwam. Maar dan was het toch twee richtings communicatie.

Dus als je als duikboot op de VLF een bericht ontvangt en stuurt als het tijdstip je schikt de volgende dag een antwoord op shf dan heb je toch twee richtings communicatie.

IK heb wel eens gehoord dat de USA canyons vol gezet had met kilometers lange antenne's om te kunnen praten met duikboten. Ik geloof niet dat dat allemaal broodjes aap verhalen zijn.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 14 juli 2018 15:41:01 schreef electron920:
@FET,
Hoe ging dat met de berichten zijn dit speciale grondstations want je heb een precisie hoek nodig om af te stralen richting het water?

Ho, nu heb ik per ongeluk verwarring gezaaid. Ik zelf werkte niet aan boord van een onderzeeër (maar gewoon een schip), maar kon soms evengoed de zender niet gebruiken, bijvoorbeeld in een haven of in een konvooi, of als we een snellere route namen die de kustnaties ter plaatse helaas als illegaal beoordeelden :).
Dan gaf je dat van tevoren op aan je eigen kuststation, en dan werden je telegrammen 'blind', enkelzijdig (dus zonder ontvangstbevestiging), uitgezonden. Eenmaal weer vrij om te zenden maakte je dan weer verbinding, bevestigde de ontvangen telegrammen en beëindigde je je 'abonnement' op de enkelzijdige uitzending.

Wat nu die onderzeeërs betreft, die hebben natuurlijk ook gewoon hun MF/HF- en satellietapparatuur. Maar als je niet gezien wilt worden, zul je ondergedoken moeten blijven, en dan kun je niet zenden.
Ontvangen op VLF en ELF kan wél, al zijn daar erg grote zenders en antennes aan de wal voor nodig. Maar zo krijg je dus toch je instructies binnen.
Dat je maar een klein signaaltje ontvangt hindert niet; dat kun je versterken. De signaal/stoorverhouding wordt hier toch hoofdzakelijk bepaald door de zender. Maar terugzenden gaat daar natuurlijk niet.

Op de wiki staat onder 'Communication with submarines' wel wat zinnigs; ook het akoestisch systeem dat @GD noemt staat erbij.

De zendantennes zijn enorm, maar in principe gewoon verticaal gepolariseerde 'rondstralers'. De golven lopen over land en zee, en dringen een eindje daarin door naar beneden toe. In water dus niet zoveel, maar genoeg om door een onderzeeër die niet ál te diep zit (enkele tientallen meters), gehoord te worden. Zie verder de wiki.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Hubie

Special Member

De moffen ,sorry, Duitsers waren er als de kippen bij om Radio Kootwijk over te nemen in 1940
Allemaal Telefunken apparatuur.
In feite was Kootwijk Radio een copy van het Duitse station Nauen.
Kootwijk Radio werd in 1940-1945 gebruikt voor onderzeeboot communicatie.
Dat zijn gewoon feiten GD,die keihard op papier staan.