Wat is een goede spoel?

Hallo allemaal,

Ik heb ooit aan een verkoper van meetapparatuur een vraag gesteld over een LCR meter en inductie.
De verkoper merkte daarbij op:"Dan is dat een slechte spoel".
Wat wordt dan in de elektronica verstaan onder een "goede spoel"?
Ik weet alleen dat een spoel wordt aangeduid met L in Henry.
En ik weet dat een spoel een interne weerstand Xl heeft.
Ik weet dat een spoel een kern heeft dat van verschillende materialen gemaakt kunnen zijn. Ferriet is er eentje van of bijvoorbeeld een week ijzeren kern.
Er kan in de kern een lucht spleetje zitten. De lengte van de luchtspleet en ook de oppervlakte van de diameter van de kern heeft ook invloed op de inductie.

Verder ken ik een paar formules:

Xl=j*2*pi*f*L
tan fi =Xl/R
T=L/R

Verder weet ik dat het imaginaire gedeelte van een spoel het tegengestelde is dan dat van een condensator. Dus +90 graden.(condensator -90 graden)

fred101

Golden Member

Een goede spoel heeft die eigenschappen die jij nodig hebt. bv Een goede smoorspoel of een goede oscillator spoel zijn verschillende dingen.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
vergeten

Golden Member

Wat is een slechte spijker en een goede spijker? :)

Wel een slechte verkoper dat hij de Q niet heeft benoemd!

https://www.hobby-electronics.info/nl/elektronicacursus/spoel-q

[Bericht gewijzigd door vergeten op 21 januari 2023 00:30:30 (23%)

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.
RAAF12

Golden Member

Op 21 januari 2023 00:22:26 schreef Markkyboy:
En ik weet dat een spoel een interne weerstand Xl heeft.

Dat is de kwaliteitsfactor ook wel aangeduid als Q.

Het is maar net wat voor toepassing een spoel heeft. Voor VHF spoelen worden vaak dik verzilverd draad gebruikt in verband met het skin effect.
Voor lagere frequenties gebruikt men soms keramische spoelvormen met ingefreesde rillen waar de draad onbeweegbaar in zit voor de stabiliteit.
Maar als een verkoper in een winkel 'slechte spoel' roept, zou ik wel even willen doorzagen over het onderwerp :)

Hubie

Special Member

En spoelen met een kern(ferriet,ijzerpoeder of messing) om met weinig windingen en klein formaat toch nog een redelijke Q te krijgen.

[Bericht gewijzigd door Hubie op 21 januari 2023 01:34:49 (14%)

fred101

Golden Member

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Beste Fred en collega's,

Volgens U wordt een goede spoel aangeduid met Q.

Ik heb wat metingen gedaan. kunt me vertellen of dit een goede spoel is?

L=1mH
R=50 Ohm
frequentie 1kHz
Q gemeten=0.4
D gemeten =2.13

aangezien Xl=2*pi*f*L
Xl=2*pi*1000*10^-3
Xl=6.28 Ohm

en vervolgens Z=Rl+jXl
Z=50+6.28=56.28 Ohm

echter Z gemeten is Z=44.4 Ohm

Tenslotte wil ik nog opmerken dat een LCR meter vaste meet frequenties heeft.
In mijn geval is dat 100Hz, 120Hz, 1kHz en 100kHz.
Maar omdat de geleiding van een spoel het hoogt is bij de resonantie frequentie, zou je bij die frequentie de meeting moeten doen.
Vreemd genoeg, als ik mijn RCL meter op inductie zet en kies Q, verdwijnen de opties voor de frequenties en geeft hij de Q en L weer.
Hoe zou deze RCL meter meten in dat geval ?

Alvast bedankt,
Groetjes Markkyboy.

fred101

Golden Member

Je formule is fout. De notatie is Z = Rs +jX maar zo bereken je |Z| niet. Dat is "|Z| = wortel (Rs^2 + jX^2)"

Tenslotte wil ik nog opmerken dat een LCR meter vaste meet frequenties heeft.

Dat klopt niet, de meeste betere LCR meters hebben traploos instelbare frequentie. Sommige tot in de MHz. De mijne gaat maar tot 300 kHz maar dat is geen hobby meter. Zijn duurdere broertje gaat tot 1 MHz (beide BK precision bench LCR meter)

Er is geen goede of slechte spoel. Een spoel met al zijn kenmerken is als een auto. Een Ferrari is een goede auto op de weg maar een slechte auto in het zand. Een LandRover defender is een goede auto voor in het zand, maar minder goed op de weg.

Een honingraad spoel met hoge Q is een slechte spoel als je hem in een schakelende voeding wilt toepassen. Een smoorspoel is een slechte keus voor een oscillator, een spoel met kern materiaal voor 1 MHz en 10A, zal niet goed werken op 2 GHz. Soms wil je een super hoge Q om daardoor bv een heel smal filter te maken. Soms wil je een lage Q om oscilleren te voorkomen of om meet bandbreedte te hebben of om veel te dissiperen.

Als je D en Q meet is de waarde rekenkundig en meettechnisch frequentie afhankelijk. 10x variatie in frequentie is 10x variatie in Q od D.

Dat is de reden waarom veel mensen een spoel fobie hebben. Een LCR meter is prima maar idd is het het beste om hem op de werkfrequentie te meten. Dat klinkt makkelijker dan het is. Je krijgt te maken met veel paracitaire eigenschappen. Als je dat leuk vindt moet je een VNA kopen dan leer je gelijk hoe moeilijk netwerk analyse is (dat wat je VNA weergeeft is vaak niet correct dankzij een gebruiker die niet echt weet waar hij mee bezig is en verkeerde fixtures gebruikt, verkeerd calibreert, niet weet wat port extenties zijn etc

Let ook op de meet functie. Je hebt Cp en Lp, dat is de p van parallel. Dat is niet een functie die je gebruikt als je een R en een C parallel zet. Het is model technisch. Impedantie hoort bij serie, Admittantie hoort bij parallel. Meet technisch is D of Q voor beide meestal gelijk maar niet altijd, daar zijn voorwaarden voor. Meestal gebruik je gewoon Cs voor grote capaciteit (nF, uF) en Cp voor hele kleine (pF of lager)

Wat voor LCR meter heb je ? Studeer je electronica of is het een uit de hand gelopen hobby ;-) ?

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
RAAF12

Golden Member

De Q is geen vaste waarde en heeft een piek bij een bepaalde frequentie. Voor een zelfbouwproject is het daarom handig om een LC circuit te tunen in circuit. Bij gebruik van standaard fabrieksspoeltjes heb je minder vrijheid om te optimaliseren. Voor dat doel worden dippers gebruikt maar er zijn ook andere mogelijkheden om te fine tunen.

Beste Fred101,

Ik heb elektronica gestudeerd aan de MTS in Venlo.
Maar dat is 30 jaar geleden.
Toen hadden ze nog beeldbuis oscilloscopen. Wel Fluke's!
Ik ben het nu opnieuw aan het oppakken.
Maar er is veel veranderd. Alleen de natuurkunde(elektriciteitsleer) blijft hetzelfde natuurlijk.

Groetjes Markkyboy.

Een spoel kan niet slecht of goed zijn. Het kan wel goed of slecht geschikt zijn voor jouw toepassing. Dus die meting op zich zegt niks als je niet weet waarvoor je het ding wilt gebruiken.

"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein

Op 21 januari 2023 16:10:02 schreef fred101:

Een LandRover defender is een goede auto voor in het zand, maar minder goed op de weg.

En toch heb ik al veel meer Landrovers op de weg gezien dan op het strand :-)

Op 21 januari 2023 15:26:53 schreef Markkyboy:

Maar omdat de geleiding van een spoel het hoogt is bij de resonantie frequentie, zou je bij die frequentie de meeting moeten doen.

Heel mooi dat je je technische kennis terug terug wil opbouwen, maar doe het stap voor stap. Sleur er geen onzin zoals citaat hierboven bij, zo verwar je jezelf alleen maar.

Ik ben een notoire onzinverkoper, want wat ik beweer past vaak niet in ieders kraam.
vergeten

Golden Member

Op 21 januari 2023 15:26:53 schreef Markkyboy:

Hoe zou deze RCL meter meten in dat geval ?

Manual van de meter al bestudeerd?
Als je aangeeft welke meter het is dan weten we meer! :)
Ik gok een DER-EE DE-5000 of vergelijkbare "cloon".

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.
vergeten

Golden Member

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.

Ik gebruik spoelen om energie in op te slaan in een DCDC converter.

Dus ik sluit m'n spoel met 1 kant op de 12V aan, wacht 5 microseconden, en dan sluit ik hem op de 0V aan en wacht 7 microseconden. Dit herhaal ik. In theorie komt er nui 5V op de condensator te staan die aan de andere kant van de spoel zit.

Een goede spoel is een spoel die hier goed in is... Een hoge Q is dan fijn.

Maar als je een spoel gebruikt om hoog frequente storingen buiten de deur te houden, dan is een lage Q juist fijn.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ik probeer een accurate meting te doen.
Dit loopt telkens in de soep.
Ik heb de contactjes echt goed tegen elkaar gedrukt, maar maakt geen verschil.
Ik krijg telkens een andere waarde. de ene keer is het 16 Ohm bij 1kHz, de keer erop 43 Ohm bij 1kHz
Wat ik ook doe het is telkens iets anders, dan flippert ie naar de 200 Ohm.
Maar bij wat ik ook meet de Z is altijd een beetje lager dan de R.
Terwijl volgens de formule Z=wortel(r^2+(Xl-Xc)^2) de Z altijd net iets hoger moet zijn als Xc=0.
Very weird!
Zullen de wikkelingen van de spoel als condensator werken?
Ik weet niet waar ik het zoeken moet.
Wat ein knommel!

Jinny

Golden Member

Wikkelingen onderling hebben inderdaad een capaciteit tov elkaar.

Hoe doen vrouwen op TV dat toch? Wakker worden met prachtig glanzend haar en mooi gestifte lippen..... Wanneer ik wakker word heb ik een coupe 'Leeg geroofd vogelnest' en een incidenteel straaltje kwijl.. Gaat ook door voor 'Wilt wief' naar horen zeggen
blackdog

Honourable Member

Hi Markkyboy,

Kan je 4-draads meting doen met je RCL meter?
Dat haalt een hoop variabelen uit de metingen.

Verder zal je jezelf moeten neerleggen dat als je geen prof RCL meter hebt je vooral aan de grensen van de meetgebieden vreemd gedrag zal krijgen.

RCL metingen zijn moeilijk, Fred heeft het al een beetje uitgelegt, het is nog veel lastigen dan met meten van lage weerstandswaarden die je ook al 4-draads moet doen.
Zoek niet te veel in formules denk meer aan de manier hoe je het component aansluit, heb je echt goed contact?
Dan de meetfrequentie en parallel en serie meting, welke ga je dus gebruiken voor je te testen component.

Het is een vrij steile leercurve, maar je leert wel goed allerlij paracitaire eigenschappen te begrijpen.
Als je hier me gaat spelen zie je twee cm montage draad nooit meer als iets van "0Ω" maar iets van een spoel van 0,02uH,
een DC weerstand, maar deze waarde was te laag om goed te meten met de door mij gebruikte RCL meter, het is wel 4-draads uitgevoerd.
Maar dat stukje draad heeft ook een capaciteit naar zijn omgeving, voor bijna alles beneden 1MHz niet van belang, bij 100MHz kan je al aardig in de problemen komen door die paracitaire capaciteit.

Nu zeg ik dat die 2cm draad beneden de 1MHz eigenlijk niet zo van belang is, ook dit is weer relatief, bij zeer hoge impedanties gaat vrij snel die lage capaciteiten ook beneden 1MHz weer een rol spelen.

Nop, electronica is niet makkelijk en vooral niet de spoelen en condensatoren, ze hebben vele specifieke eigenschappen en één van die eigenschappen is dominant die staat als waarde vaak afgedrukt op het component.
Je zal in de datasheet van het component moeten zoeken hoe de specificaties zijn gemeten van een component.

En nogmaals ga 4-draads meten als de mogelijkheid er is!

Groet,
Bram

Sometimes people don't want to hear the truth because they don't want their illusions destroyed

Ik krijg telkens een andere waarde. de ene keer is het 16 Ohm bij 1kHz, de keer erop 43 Ohm bij 1kHz

Als je elke keer andere waarde krijgt is er toch iets in de hele keten vanaf spoel naar meter ( inwendig) iets wat geen goed contact maakt. Een meting waarvan de contacten goed zijn zou binnen een hele kleine range toch altijd hetzelfde resultaat moeten hebben.

Ik zie de meter aan de voorkant 3 sleuven heeft waarin je een component kan plaatsen. Hoe gebruik jij de meter met een component direct in de sleuven of via meetsnoeren?

Zullen de wikkelingen van de spoel als condensator werken?

JA elke componnent als op te bouwen als een combinatie van L C en R. Ook een spoel heeft dus capaciteit. Maar dan zou de meting toch gewoon elke keer hetzelfde moeten zijn want die capaciteit verandert niet.

Wat ook nog kan staat je meter op automatisch heb staan of heb je hem zelf vast op spoel meting staand met een zelf geselecteerde frequentie.

Als de meter automatisch mer kan hij misschien ook steeds op een andere frequentie uitkomen omdat hij in automatisch een soort van programma afwerkt en dan tijdens het afwerken daarvan het ding als een condensator, weerstand of een spoel gaat zien. Als het de ene keer op een spoel uitkomt en later om een weerstand dan zal de uitkomst steeds anders zijn.

Ik zit met te bedenken als je een rare spoel hebt dan kan die ook als antenne gaan werken waarbij de antenne zich afstemt op zijn omgeving. De omgeving kan van alles zijn een stuk metaal, je hand of arm enz. Als de antenne zich door de omgeving steeds anders afstemt dan krijg je ook rare meting. Maar ik denk dat dit misschien teveel fantasie is misschien niet eens kan op deze manier. ( te lage frequentie)

Kortom als je steeds met dezelfde meting andere uitslagen krijgt is er iets wat de meting beïnvloed. Aan jouw om uit zoeken wat het is.

Die capaciteit, dat is voor zo'n huis-tuin-en-keuken meting als hier niet relevant. De kans dat je meting daardoor beinvloed wordt is nihil.

Als je metingen belabberd zijn... dan zijn je metingen belabberd. En dat kan aan verbindingen liggen, maar misschien ook aan het meetapparaat.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
fred101

Golden Member

Of de calibratie of een draadbreukje.

[Bericht gewijzigd door fred101 op 22 januari 2023 11:38:01 (97%)

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
fred101

Golden Member

Ik heb de nodige lab-grade LCR bruggen en daarmee spoelen meten is soms een uitdaging. Spoelen zijn gewoon verre van ideaal.

De paracitaire eigenschappen zijn vaak niet verwaarloosbaar.
De interwinding capaciteit is nog lastiger omdat het een gedistribueerde capaciteit is, en als je heel puur theoretisch praat is het volgens sommige literatuur niet eens een echte capaciteit.

Een spoel heeft last van externe signalen, vooral als die rond de zelf-resonantie frequentie liggen. Ze stralen zelf ook EM velden. Ze zijn heel gevoelig voor het zogenaamde hand-effect (hou een spoel niet vast bij meten of je hand vlakbij, leg hem niet op iets van metaal, of er vlak bij), Gebruik bij voorkeur een guarded 4 draad meting.

Met kern wordt het weer anders, daar wordt de zelfinductie gedeeltelijk bepaald door het kernmateriaal en dat is stroom afhankelijk (je meter meet met een klein stroompje terwijl de toepassing vaak een grote stroom gebruikt (te groot en de zelfinductie stort in elkaar en de boel satureert.

Heel belangrijk, ken je meetapparatuur. Het overgrote deel van de mensen bezig met electronica weten weinig tot niets over de beperkingen van je apparatuur en hoe je meetopstelling en meetapparatuur de meting beïnvloedt. (als dat niet zo was werd er niet zoveel meet-junk verkocht ;-) via Ali etc)

Ook is er zoiets als mutual inductance wat een rol speelt bij spoelen met meerdere wikkelingen. Dat beïnvloedt de zelfinductie per wikkeling.

Als je heel veel meer over componenten wilt leren (mijn hobby) dan is het gratis boek Analog SEEKrets, from DC to Daylight van Lesly Green een aanrader. Mbt AC theory/netwerk analyse is er een heel goede pdf van Dave Knight. Maar dat gaat vrij diep. Ook Microwave components measurements van Dunsmore gaat diep op het meten aan componenten (met VNA).

Ook RF circuit design van Bowick is handig als je wil rekenen aan dingen als filters. Ook al wil je dat niet. De theory die ze behandelen gaat veel dieper waardoor je de paracitaire eigenschappen beter gaat begrijpen. De laatste zijn de reden dat veel mensen RF een soort voodoo vinden. Daarnaast is het tegenwoordig ook heel belangrijk bij digitaal ontwerp omdat de snelheden zo hoog zijn.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
blackdog

Honourable Member

Hi,

rew, ik probeer in mijn stukje aan te geven dat je als de gene die metingen doet niet te snel moet vervallen in aannamen...
Vooral bij componenten zoals spoelen en condensatoren.
Dat een paar pF variatie bij de topicstarter zijn probleem waarschijnlijk geen punt is, begrijp ik ook wel.

Voorbeeld kleine capaciteit variatie
Als je b.v. een spanningsdeler aan de ingang van een AC meter hebt, vaak 1:100 of 1:1000 en je hebt wel eens zo'n instrument afgeregeld.
Dan weet je wat 1pF aan variatie doet in de hogere frequenties, maar omdat niet zoveel mensen hier breedbandig AC meters hebben (ik ken er wel en paar :-) )
is een ander apparaat waar het zelfde in zit ook een goed voorbeeld, de 1:10 1:100 scope probe, als je het schema van een probe hebt,
meestal de wat duurdere, dan kan je zien dat de trimmer voor de 1KHz adjusteren maar een hele lage waarde heeft en dat het vrij lastig is om de probe mooi recht af te regelen, het gaat vaak om 1/10pF variatie om de probe goed recht af te regelen.
Dat is ook de rede dat ik vaak zeg, probe op kanaal-2 afgeregeld en dan weer gebruiken op kanaal-3, betekend dat je de afregeling weer kan gaan controleren. :+

Terug naar de topic starter zijn probleem, als ik kijk naar het instrument dat hij gebruikt, komt dat een beetje overeen met mijn hand RCL meter.
Het vreemde is alleen dat er geen vier banaan bussen zijn voor een vierdraads meting, deze 4-draads meting kan alleen worden uitgevoerd door een adapter en ik niet weet of de topicstarter deze heeft en/of gebruikt.

Nog wat info over het gebruik van de sleufjes om een het te meten component er in te drukken, mijn ervaring is daar over het algemeen niet echt goed mee.
De contactdruk varieert nogal, verder komt als je een draadje aan één kant tussen de veertjes drukt de andere kant van de veertjes niet los van elkaar.
Bij mijn meetinstrument is het op dat moment voor die twee contacten geen "source en sens" meer dit omdat de veertjes elkaar nog raken.

Verder is het materiaal van de contacten ook niet optimaal voor een lage overgang weerstand, denk maar eens aan de verschillen tussen goede multimeter probe’s en de rommel die je bij de goedkoper meters krijgt.
Bij de goede probe’s is bij lage contactdruk als je de pennen tegen elkaar houd de weerstand stabiel laag, bij de slechte typen varieert dat nogal.
Dit zelfde effect treed ook op met de contacten van de sleufjes in de RCL meters.
Nog een puntje, de contacten worden ook vies waardoor de contact weerstand niet stabiel en hoger word.

Heb je een oudere RCL meter zoals mijn V&A VA520B, dan heb ik al scheurtjes gerepareerd in de solderingen van de veertjes in de sleufjes.
Als je een redelijk nieuwe RCL meter hebt zal dit wel niet aan de hand zijn bij jou.

Als het goed is en je hebt de contacten met wat IPA schoongemaakt en de kalibratie uitgevoerd met onder meer je "Short-circuit plate"
Maar als je weer snoertjes gebruikt dan wordt je meetbereik een stuk onzekerder door de lengte van je meetkabeltjes en de contact weerstand van de gebruikte klemmetjes.
Daarom is 4-draads meting belangrijk bij dit soort meetinstrumenten, dit om het aantal parasieten zo laag mogelijk te houden, vooral in de buurt van de meetgrenzen.

Bij de Sourcetronic heb ik geen grafieken gezien die de nauwkeurigheid aangeven, meestal ziet die er uit als een "badkuip curve" in het midden van het meetbereik haalt het meetinstrument zijn nauwkeurigheid waar meestal mee wordt geshowd, maar hoger en lager dan het middenstuk kan de onnauwkeurigheid flink oplopen.
Dat heeft meerdere oorzaken, de meettechniek in het apparaat en hoe het te meten onderdeel aangesloten is op het meetapparaat.

Waarom type ik dit nu allemaal hier? ;)
Omdat ik aardig wat ervaring heb met "rare gemeten waarden" die ook nog varieerde en dat is niet alleen met een RCL meter maar met b.v. precisie DC metingen aan mijn lab referentie, waar de dominantie factor de Hr Seebeck was, waar je bij sommige RCL meters die uitgebreide DC metingen kan doen ook last van kan hebben.

Resume
Overgangweerstanden kunnen vrij goed gecompenseerd worden door 4-draads metingen dus als dat beschikbaar is pas de 4-draads metingmethode dan toe.
Hou je contacten zo goed mogelijk schoon.
Meet waar kan met de goede frequentie, kies zoals Fred ook al zij voor parallel of serie mode waar nodig.
Adjusteer/Kalibreer je RCL meter regelmatig zoals staat aangegeven in de handleiding.

Het Kalibreersetje dat bij mijn meter meegelevert werd.
https://www.bramcam.nl/Diversen/RCL-Cal-01.png

.
Meet een aantal andere componenten zeg een 10nF film condensator, op een aantal meetfrequenties, kloppen de aangegeven waarden?
Meet een aantal weerstanden 1, 10 100, 1K, hoe is de stabiliteit van de uitlezing?

Laat ons weten wat je meet/ziet

Groet,
Bram

Sometimes people don't want to hear the truth because they don't want their illusions destroyed

Op 22 januari 2023 13:15:45 schreef blackdog:
Dat een paar pF variatie bij de topicstarter zijn probleem waarschijnlijk geen punt is, begrijp ik ook wel.

Precies.

Maar jij hebt de neiging om bij iemand die zeg op het niveau opereert van: "5V voeding, R1 in serie met R2 op de voeding, bereken de spanning op het knooppunt als R1=3 Ohm en R2=2 ohm" dan meteen over de parasitaire capaciteiten van de weerstanden en hun power-rating te gaan beginnen.

In het onderhavige geval weten jij en ik dat die capaciteiten waarschijnlijk 1) geen invloed hebben op wat ie met de spoel uiteindelijk WIL, en 2) Geen invloed zullen hebben op de meting die TS met z'n beperkte apparatuur kan uitvoeren.

Maar weet de TS dat? Ik denk het niet. Dus ALS je perse je ei kwijt wil, lijkt het me "gebruikersvriendelijk om "theoretisch is er nog ... " en "... maar ik denk niet dat dit jou meting beinvloed" bij te zetten.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/