ZitatOriginal von DL4RAJ
Es wäre schön,wenn die Admins/Betreiber in naher Zukunft vielleicht etwas großzügiger mit den Dateigrößen,z.B. max.300k werden könnten.
Diese Begrenzung finde ich auch äusserst ärgerlich. In der heutigen Zeit von schnellem DSL und 500 GB Platten für 100 EUR ist diese Begrenzung nicht nachvollziehbar. Auch 300k sind eindeutig zu tief!
73, Peter - HB9PJT
&mlHallo miteinander,
im Scan "Power Considerations" steht eigentlich alles was man nun wissen muss. Ich fasse mal zusammen, was wir herausgefunden haben, denn die Ausgangsfrage war ja nach dem Kernmaterial für einen 1:4 Balun":
Ich würde die Ausgangsfrage nun also so beantworten: Für KW und QRP-Betrieb würde ich einen Kern ab FT50-43 (1-50MHz) empfehlen und für den leistungsbewußten OM einen Kern ab T130-2 (1-30MHz). Dieser Kern eignet sich natürlich auch für den QRP-Betrieb. Wenn der Balun nicht alle KW-Bänder abdecken muss, ist man mit einer speziell für 1-3 Bänder gewickelten Lösung noch etwas günstiger dran.
Ich hoffe ihr stimmt mir inhaltlich zu.
Hi Tom,
Zitatdenn die Ausgangsfrage war ja nach dem Kernmaterial für einen 1:4 Balun":
Hier sollte man noch ergänzen:..."an undefinierten Impedanzen".
ZitatDas sieht momentan nach einem Update aus.).
Ist das als Wunsch zu verstehen,oder weißt Du was konkretes?
ZitatFür Leistungsanwendungen eignen sich Eisenpulverkerne aus den vorangegangenen Gründen besser als Ferritkerne.
Auch hier sollte unbedingt zwischen Betrieb an definierten und undefinierten Impedanzen unterschieden werden.
Siehe z.B.Ferrite mit µ125 (Nr.61),welche,wie weiter früher schon erwähnt,
an definierten Impedanen problemlos für k'Watt Anwendungen im KW- Bereich bestens geeignet sind.
ZitatIch würde die Ausgangsfrage nun also so beantworten: Für KW und QRP-Betrieb würde ich einen Kern ab FT50-43 (1-50MHz) empfehlen und für den leistungsbewußten OM einen Kern ab T130-2 (1-30MHz).
Hier fehlt mir auch wieder die wichtige Unterscheidung zwischen Betrieb an...
Der Rest wäre für mich ok und gut zusammengefaßt.
73
Clemens
&mlHallo Clemens,
das mit dem Programmupdate war nur so angedacht, weil die Berechnung der Kernverluste für Ferrit dort offenbar vorgesehen ist, aber mit xxx-Werten bei mir nichts angezeigt wird. Vielleicht kam der Hinweis von Amidon: "...can be used for BOTH Iron Powder an Ferrite type cores..." Wilfried Burmeister, DL5SWB, etwas merkwürdig vor, weil ein anderes Material sich ja eigentlich anders verhalten sollte. Amidon schreibt ja selbst: "These figures may vary slightly according to the type of the material used". Tatsächlich gibt es also schon einen Unterschied und die Berechnung der Kernverluste im Programm sind wohl eher doch nur Schätzwerte ("...guideline to avoid excessive heating").
Deine Einschränkung "an undefinierten Impedanzen" ist ja eigentlich der Normalfall für den an Antennen bastelnden Amateur. Es ist aber eigentlich eine Frage der Permeabilität. Das 61er-Material geht von 10-200 MHz, was bei dem für Ferrit relativ kleinen µ schon ein ziemlicher Spezialfall ist. Bei 10 MHz entspricht der FT240-61 mit 100 µH (24 Wdg) etwa dem etwas kleineren T200-2 mit 10 µH (29 Wdg). An 50 Ohm könnten beide über 2,6 kW bei halben Maximalfluss übertragen. So knallhart kann man glaube ich keine Grenzen angeben. Man sollte immer mal nachrechnen und sich genügend Sicherheitsreserve lassen.
Hallo Balunfreunde,
durch Zufall bin ich auf zwei ganz toll gemachte Artikel zu dem Thema Balun und Mantelwellensperren gestoßen:
http://www.geocities.com/ve2_azx/BALUNS2006-ang.pdf
http://www.yccc.org/Articles/W…eChokesW1HIS2006Apr06.pdf
Auch wenn man nicht perfekt englisch kann, es lohnt sich das Anschauen schon wegen der sehr gut gemachten Zeichnungen und der Meßdiagramme.
Auch die anderen Beiträge der Homapage von VE2AZX sind überaus lesenswert!
73 de Dietmar, DL2BZE
Hallo,
*) ES IST UNZULÄSSIG, AUS DEM REFLEXIONSVERLUST BEI FEHLENPASSUNG EINE EINFÜGEDÄMPFUNG ABZULEITEN, DENN BEIDE GRÖSSEN HABEN ABSOLUT NICHTS MITEINANDER ZU TUN !
Wird der Generator als Leistungsquelle betrieben, kann die durch Fehlanpassung reflektierte Leistung zwar von der Last nicht aufgenommen werden, wird aber zurückgereicht zum Generator und geht damit nicht wirklich "verloren", sondern unterstützt den Generator durch Ausgleich seiner Leistungsreduktion. Reflexionsverlust bedeutet also lediglich Nichtverfügbarkeit von Leistung, d.h. der Generator kann nicht die maximal verfügbare angepaßte Leistung abegeben. Es ensteht dabei kein dissipativer Verlust außerhalb des Generators und innerhalb des Generators kann Fehlanpassung sogar zu erhöhtem Wirkungsgrad führen, nämlich immer dann, wenn der Lastwiderstand höher ist als der Generatorinnenwiderstand. Die Einfügedämpfung eines Vierpols hingegen ist definiert als das Verhältnis seiner Ausgangs- zu seiner Eingangsleistung und ist damit ein echter dissipativer oder absorptiver Verlust. Ein ansonsten verlustfreier BalUn hat also immer eine Einfügedämpfung von 0 dB, und zwar unabhängig davon, wie er sich auf die Anpassung auswirkt.
*) DIE SÄTTIGUNGSFLUSSDICHTE FERROMAGNETISCHER KERNMATERIALIEN IST AUF DER MAGNETISIERUNGSKURVE EXAKT DEFINERT !
Die magnetische Feldstärke H im Kern eines zur Spule aufgewickelten Leiters ist eine Funktion des Stromes und beträgt:
H = 0.4*pi*I*n/L [Oe]
mit
I = Strom [A]
n = Windungszahl
L = magnetische Pfadlänge [cm]
Die Einheit für H ist das Oersted [Oe] mit 1 Oe = 79.6 A/m.
Der magnetische Fluß F im Kern eines zur Spule aufgewickelten Leiters ist eine Funktion der Spannung beträgt:
F = E/(2*pi*f*n) [Wb]
mit
E = Spitzenspannung über der Wicklung [Vpk]
f = Frequenz [Hz]
n = Windungszahl
Die Einheit für F ist das Weber [Wb] mit 1 Wb = 1 Vs.
Dividiert durch die Querschnittsfläche des Kerns A [m²] ergibt sich aus dem magnetischen Fluß F die magnetische Flußdichte B:
B = F/A = E/(2*pi*f*n*A) [T]
Die Einheit für B ist das Tesla [T] mit 1 T = 1Wb/m² = 10.000 Gauss.
Das Verhältnis der magnetischen Flußdichte zur magnetischen Feldstärke ist die magnetische Leitfähigkeit oder Permeabilität u:
µ = B/H [Vs/(Am)]
DARAUS FOLGT: DIE MAGNETISCHE FLUSSDICHTE B IST PROPORTIONAL ZU SPANNUNG, STROM UND PERMEABILITÄT UND UMGEKEHRT PROPORTIONAL ZU FREQUENZ, WINDUNGSZAHL UND QUERSCHNITTSFLÄCHE.
Die Magnetisierungskurve B als Funktion von H weist bei ferromagnetischen Materialien zwei Besonderheit auf: sie zeigt eine Hysterese, nimmt also abhängig von der ihrer Vorgeschichte zwei verschiedene Werte an, und die Permeabilität µ ist nicht konstant !
Bei kleinen magnetischen Feldstärken H besitzt das Material die sogenannte ANFANGSPERMEABILITÄT µi, sie entspricht der Steigung einer Tangente die ausgehend vom Nullpunkt von RECHTS an die Magnetisierungskurve gelegt wird. Bei entmagnetisiertem Material steigt mit der Feldstärke H die magnetische Flußdichte B im Kern und zunächst auch die Permeabilität µ = B/H auf die MAXIMALE PERMEABILITÄT, welche um einen Faktor von typisch 2-5 über µi liegt. Sie entspricht der Steigung einer Tangente die ausgehend vom Nullpunkt von LINKS an die Magnetisierungskurve gelegt wird. Bei weiter steigender Feldstärke sinkt die Permeabiltität wieder und strebt gegen 1, während die Flußdichte zwar weiter steigt aber die Kurve immer flacher wird. Die Permeabilität des Materials µ = µ0 * µr nähert sich also der Permeabilität des Vakuums µ0 = 0.000001257 H/m, indem seine relative Permeabilität µr = 1 wird. Dieser Zustand tritt ein, wenn alle Elementarmagnete im magnetischen Material in eine Richtung ausgerichtet sind, dann kann die Magnetisierung nicht mehr steigen und das Material ist gesättigt. Die Flußdichte in diesem Punkt ist die SÄTTIGUNGSFLUSSDICHTE und bei weiterer Erhöhung der Feldstärke steigt die Flußdichte nur noch durch das äußere Feld wie bei einer Spule ohne Kern an mit B = µ0*H. Um die Sättigung in der Hysteresekurve sichtbar zu machen, trägt man B-H gegen H auf.
Bei der Umkehr der Feldstärke auf einen betraglich gleichen aber entgegengestezten Wert würde die Flußdichte aber nicht genau derselben Kurve zurück folgen, sondern einer nach unten versetzten, und bei erneuter Umkehr einer nach oben versetzten. Bei Erregung mit einem Wechselfeld folgt die Magnetisierung also einer HYSTERESESCHLEIFE die gebildet wird aus diesen beiden Kurven, welche am positiven und negativen Scheitelpunkt der Feldstärke zusammentreffen (die Breite dieser Hystereseschleife wächst mit der Frequenz). Dieser Tatsache wird die Angabe der MAXIMALEN FLUSSDICHTE in den Datenblättern gerecht, die nichts mit der Sättigungsflußdichte zu tun hat, sondern die maximale Flußdichte der Hystereseschleife angibt bei Erregung mit einem magnetischen Wechselfeld von definiertem Wert, z.B. 10 Oe.
Ferrite sättigen je nach Legierung bei ca. 0.2 (Ni/Zn) bis 0,4 (Mn/Zn) Tesla entsprechend 2000-4000 Gauss, Eisenpulver hingegen bei ca. 1.5-2 Tesla entsprechend 15000-20000 Gauss. Die Sättigungsflußdichte des Amidon Ferritmaterials #43 kann also mit ca. 4000 Gauss angenommen werden. Für den Eisenpulver-Ringkern T200-2 dagegen wird im Datenblatt ausgewiesen "Essentially non-saturable. Linear flux-densities exceeding 10.000 Gauss". Als Faustregel sollten Kernmaterialien mit max. 10% ihrer nominalen Sättigungsflußdichte betrieben werden, um Nebeneffekte der unlinearen Magnetisierungskennlinie zu minimieren.
*) SÄTTIGUNG SELBST ERZEUGT KEINE WÄRME !
*) FERRITE HABEN TYPISCH EINE VIEL HÖHERE PERMEABILITÄT ALS EISENPULVER, DAFÜR SIND ABER AUCH DIE WÄRME ERZEUGENDEN VERLUSTE MEIST UM POTENZEN HÖHER !
Die Verluste im Kern setzen sich zusammen aus HYSTERESEVERLUSTEN (sie entstehen durch die zyklische Umkehr des magnetischen Flusses, die Fläche der Hystereseschleife ist proportional zum Verlust) und WIRBELSTROMVERLUSTEN (die Wirbelströme entstehen durch differentielle Flußspannungen im Kern und steigen mit der Frequenz an). Ferrit-Material #43 hat bei 7 MHz einen nominalen tan(phi) von ca. 1 (phi=Verlustwinkel), die Leerlaufgüte beträgt damit Qu=1/tan(phi=1, der Verlustwiderstand einer auf diesen Kern gewickelten Induktivität ist also etwa gleich groß wie der induktive Blindwiderstand. Mit steigender Frequenz steigt der Verlustwinkel weiter rapide und Q sinkt unter 1, d.h. der größte Teil der Impedanz besteht aus Verlustwiderstand, außerdem sinkt die Permeabilität.
Für Eisenpulverkerne werden im Datenblatt keine tan(phi)-Kurven, sondern Kurvenscharen der Güte Q über die Frequenz f für verschiedene Windungszahlen angegeben. Für einen Eisenpulver-Ringkern T200-2 auf Material #2 mit 15 Windungen ist ca. Qu=300 @ 7 MHz, d.h. der Verlustwiderstand beträgt nur 1/300=0.33% des induktiven Blindwiderstandes und des Verlustwiderstandes einer Spule gleicher Induktivität auf einem #43 Ferrit-Ringkern ! Um die Verluste zu berechnen braucht man dann nur noch das gute alte Ohm'sche Gesetz und über die Kernoberfläche läßt sich sogar in Näherung die Temperaturerhöhung bestimmen. Es folgen Rechenbeispiele:
>>> FT140-43 (Ferrit) mit 5 Wdg. bifilar als 1:1 Guanella:
mit u=ui=850 und einem Verlustfaktor tan(phi)/u=0.0015 ergibt sich auf 7 MHz mit P=100 W Generatorleistung bei RL=50 Ohm eine Flußdichte von B=28 Gauss (0.7% der Sättigungsflußdichte) und eine Verlustleistung von Ptot=0.6 W die den Kern bei Konvektion in 20°C Luft auf 30°C erwärmt, bei RL=1000 Ohm eine Flußdichte von 119 Gauss (3% der Sättigungsflußdichte) und eine Verlustleistung von 10.4 W die den Kern auf 135°C erwärmt. Der Kern könnte also bei P=100 W und RL=1000 Ohm hinsichtlich Flußdichte noch komfortabel betrieben werden, hat aber seine Curie-Temperatur von 130°C überschritten und verliert damit seine magnetischen Eigenschaften (was man daran merkt, daß das SWR wegläuft).
>>> T200-2 (Eisenpulver) mit 19 Wdg. bifilar als 1:1 Guanella:
mit u=10 und einem Verlustfaktor tan(phi)/u=0.00033 (Q=300) ergibt sich auf 7 MHz mit P=100 W Generatorleistung bei RL=50 Ohm eine Flußdichte von B=4 Gauss (0.03% der Sättigungsflußdichte) und eine Verlustleistung von Ptot=0.02 W die den Kern bei Konvektion in 20°C Luft auf 20.4°C erwärmt, bei RL=1000 Ohm eine Flußdichte von 20 Gauss (0.1% der Sättigungsflußdichte) und eine Verlustleistung von 0.39 W die den Kern auf 24.7°C erwärmt. Bei P=1000 W und RL=1000 Ohm erreicht der Kern mit einer Flußdichte von B=63 Gauss erst 0.4% der Sättigungsflußdichte und wird mit 52°C tolerierbar warm. Bei P=3 KW und RL=1000 Ohm (!) erreicht die Flußdichte gerade mal 110 Gauss und damit 0.7% der Sättigungsflußdichte und der Kern wird mit 100°C noch nicht zu heiß - Der Hinweis von Amidon "essentially non-saturable" ist also tatsächlich zutreffend !
*) WICHTIGER HINWEIS ZU DEN RECHENBEISPIELEN:
Es wurde ein perfekt symmetrischer Lastwiderstand angenommen. Nur in diesem Fall erzwingen symmetrische Ströme auch symmetrische Spannungen von +-V/2 am Ausgang und damit falls RL=RG einen Spannungsabfall von V/2 über beiden Wicklungen des 1:1 Guanella - halb so viel wie über der Wicklung eines normalen Transformators liegt, was bei gleicher Wicklungsimpedanz nur 25% der Verlustleistung erzeugt ! Wenn Generator und Last unsymmetrisch sind, aber die Masseanschlüsse von Generator und Last nicht mit dem selben Leiter der Übertragungsleitung verbunden sind sondern über Kreuz, wird der Guanella zum Phaseninverter mit einem doppelt so hohen Spannungsabfall, was nicht nur viermal höhere Kernverluste und damit gleich hohe wie beim normalen Transformator bedeutet, sondern auch mehr Reaktanz zur Verhinderung von Gleichtaktströmen erfordert. Wenn die Masseanschlüsse schließlich mit dem selben Leiter der Übertragungsleitung verbunden sind, wird ein 1:1 Guanella im Falle von RL=RG zur Verzögerungsleitung ohne Spannungsabfall, womit der Kern elektrisch keine Rolle spielt und überhaupt nicht belastet wird. Das ist auch bei schwimmender also erdfrerier Last der Fall - Der Belastungstest eines 1:1 Guanella an einer künstlichen Antenne ("Dummy-Load") mit RL=RG ist daher keine gute Idee, denn egal wie groß die Sendeleistung und wie klein der Kern ist: Er wird immer kalt bleiben !
*) EIN BALUN AUF T200-2 KANN MIT P=100W SELBST BEI HOHEN LASTIMPEDANZEN NICHT DURCH VERLUSTE IM KERN, SONDERN NUR DURCH VERLUSTE IN DER WICKLUNG HEISS WERDEN. MEIST SIND DIELEKTRISCHE VERLUSTE IM ISOLIERMATERIAL DIE URSACHE - ABHILFE: DRAHT/LITZE MIT TEFLON-ISOLATION VERWENDEN !
Isoliermaterial kann man in der Mikrowelle auf seine Tauglichkeit prüfen - Achtung: Ich übernehme keine Haftung für verrußte Mirkrowellen, Ärger mit der yl/xyl und sonstige Schäden, die dadurch entstehen können !!!
*) MIT STEIGENDER BELASTUNG ÜBERHITZEN FERROMAGNETISCHE KERNE IN DER REGEL LANGE BEVOR SIE DIE SÄTTIGUNG ERREICHEN !
Ich hoffe, damit einige Mißverständnisse und Fragen geklärt zu haben ...
73
Karl, DJ5IL
Hallo Karl,
vielen Dank für die klasse Erklärung!
Hallo Karl,
auch von meiner Seite großes Kompliment für diese
substantiierte Zusammenfassung samt Korrekturen.
Wird ausgedruckt und archiviert.
Herzliche Grüße
Clemens
Hallo Karl,
das ist genau das, was ich auch mit meinen Experimenten beobachtet habe.
SUPER Beitrag!
Hi Karl,
noch eine Anmerkung.
Deine Rechenbeispiele für den Kernfluß im 1:1 Guanella zeigen,daß Du eine
mittelpunktgeerdete Last unterstellt hast.
Um Mißveständnisse zu vermeiden, sollte man das explizit erwähnen,
da bei echt floatender Last kein Kernfluß stattfindet (gilt nur für 1:1).
Beim Betrieb an realen Antennen befindet man sich irgendwo dazwischen.
Die Rechenbeispiele stellen somit ein "worst case Szenario" dar und so sind sie wohl auch gedacht.
73
Clemens
Hallo Karl,
danke für die Zusammenstellung. Dazu habe ich zwei Anmerkungen und eine Frage:
Die Ummagnetisierungsverluste sind proportional zur Fläche der Hysteresiskurve. Die BH-Kurve erscheint mir bei Eisenpulver -2 bei H=500 G (Amidon-Grenzwert für 100 kHz) breiter (bei mir schwer abzulesen) als bei Ferrit -43 zu sein. Trotzdem schreibt Amidon, dass man beide Materialien bei den empfohlenden Grenzflussdichten ("...to avoid excessive heating...") gleich behandeln ("...can be used for BOTH...") sollte. Man muss dabei unbedingt beachten, dass die nicht besonders gekennzeichneten BH-Kurven bei langsamen Änderungen von H aufgenommen wurden und sich bei höheren Frequenzen (schnelleren Kurvendurchläufen) verbreitern! Leider habe ich bisher nirgendwo entsprechende Kurven gefunden. Man kann sich das nur indirekt aus anderen Kurven (z.B. Core Loss vs B) ableiten. Hier fangen viele Missverständnisse schon an.
Die Sättigungsflussdichte ist zwar theoretisch für µ=1 anzusetzen, jedoch erreicht man diesen Wert nur bei H -> unendlich. Diese Definition wäre für die Praxis nicht sehr sinnvoll. Offenbar macht Amidon daher für sich eine Definition, dass die Sättigungsflussdichte bei H=10 Oe gemessen wird (Amidon hätte ebenso gut auch z.B. 2xPi Oe oder einen anderen Wert nehmen können). Da ist streng genommen aber noch keine Sättigung. Aus den BH-Kurven für 43-Material von Fair-Rite kann man zwischen H=4...12 Oe eine Änderung von B=400 G ablesen. Die Tangente an diese Kurve ist µ. Es errechnet sich damit ungefähr ein µr=50 in diesem Bereich. Das ist zwar schon deutlich weniger als µi=800, aber eben noch lange nicht 1, was eigentlich erst die Sättigung wäre. Die BH-Kurve steigt auch in der Sättigung weiter an, weil µ=µ0*µr nie 0 werden kann. Den Begriff "Sättigung" sollte man also mit Bedacht benutzen und wissen was damit in der Praxis gemeint ist!
Es wäre wesentlich sinnvoller eine "praktische oder technische Sättigung" Z.B. als die Flussdichtenänderung, bei der µr auf 10% (oder irgend einen anderen Wert) von µi abgefallen ist zu definieren. Das wäre völlig unmissverständlich, wird aber leider so nicht gemacht. Damit ist auch klar, dass die Worte "geht so langsam in die Sättigung über" durchaus sinnvoll sind, denn die physikalisch begründete Sättigungsgrenze kann in der Praxis gar nicht erreicht werden. Würde man sich sprachlich daran halten, so würde man kein übliches Kernmaterial je in Sättigung bringen können. Will man dies trotzdem erreichen, so bräuchte man ein Material, bei dem die Permeabilität µr bei endlicher magnetischer Feldstärke H von einem µr>1 zu einem µr<1 wechseln müsste. Nur dann gäbe es auch einen charakteristischen Wert für H, bei dem µr=1 ist. Ich weiß nicht, ob es so ein exotisches Material tatsächlich gibt.
Man braucht also eine praktische Sättigungsgrenze, doch die ist zwangsläufig willkürlich vom Hersteller gewählt, was man unabhängig von den vorangegangenen Begründungen schon wegen des verdächtig glatten dezimalen Amidon-Werts von 10 Oe - der darüber hinaus auch noch bei allen Materialien gilt - annehmen konnte.
Woher stammt deine Angabe: Ferrit-Material #43 hat bei 7 MHz einen nominalen tan(phi) von ca. 1.... Ich finde lediglich bei Fair-Rite eine Angabe für Material 43. Da steht: Loss Factor tan(delta)/µi = 250*10^-6 @ 1 MHz. Für höhere Frequenzen habe ich leider nirgendwo etwas gefunden. Meist wird der Wert sogar nur bei 100 kHz angegeben und ist dann natürlich noch kleiner. Aus einer Veröffentlichung der Firma Kaschke vom Feb. 2004 zum Verlustfaktor tan(delta)/µi möchte ich noch zitieren: Es gibt bis heute jedoch kein standardisiertes Messverfahren, so dass ein Vergleich verschiedener Materialien von verschiedenen Herstellern anhand der Katalogwerte so gut wie unmöglich ist.
Hallo,
>>> Zitat DL4RAJ >>>
Deine Rechenbeispiele für den Kernfluß im 1:1 Guanella zeigen,daß Du eine mittelpunktgeerdete Last unterstellt hast. Um Mißveständnisse zu vermeiden, sollte man das explizit erwähnen, da bei echt floatender Last kein Kernfluß stattfindet (gilt nur für 1:1). Beim Betrieb an realen Antennen befindet man sich irgendwo dazwischen. Die Rechenbeispiele stellen somit ein "worst case Szenario" dar und so sind sie wohl auch gedacht.
<<< Zitat Ende <<<
Clemens, Du hast Recht mit der Unterstellung der mittelpunktgeerdeten Last, aber leider ist das noch nicht der "worst case" ! Ich habe meinen Beitrag entsprechend editiert und einen Hinweis zu den Rechenbeispielen eingefügt ...
>>> Zitat DC7GB >>>
Die Sättigungsflussdichte ist zwar theoretisch für µ=1 anzusetzen, jedoch erreicht man diesen Wert nur bei H -> unendlich ... Offenbar macht Amidon daher für sich eine Definition, dass die Sättigungsflussdichte bei H=10 Oe gemessen wird (Amidon hätte ebenso gut auch z.B. 2xPi Oe oder einen anderen Wert nehmen können) ... die physikalisch begründete Sättigungsgrenze kann in der Praxis gar nicht erreicht werden ... Man braucht also eine praktische Sättigungsgrenze, doch die ist zwangsläufig willkürlich vom Hersteller gewählt, was man unabhängig von den vorangegangenen Begründungen schon wegen des verdächtig glatten dezimalen Amidon-Werts von 10 Oe - der darüber hinaus auch noch bei allen Materialien gilt - annehmen konnte ... Woher stammt deine Angabe: Ferrit-Material #43 hat bei 7 MHz einen nominalen tan(phi) von ca. 1.... Ich finde lediglich bei Fair-Rite eine Angabe für Material 43. Da steht: Loss Factor tan(delta)/µi = 250*10^-6 @ 1 MHz. Für höhere Frequenzen habe ich leider nirgendwo etwas gefunden.
<<< Zitat Ende <<<
1) Die Sättigungsflußdichte wird nicht nur asymptotisch, sondern in der Praxis tatsächlich bei endlichen H erreicht, ganz genau so wie in der Praxis auch die Sättigung einer Kochsalzlösung erreicht wird.
2) Wie ich bereits erklärt habe, ist die von Amidon angegebene maximale Flußdichte NICHT die Sättigungsflußdichte, also bitte nochmal nachlesen ! Die Definition der maximalen Fludichte @ 10 Oe ist daher vollkommen korrekt.
3) Ich habe ein Amidon-Datenbuch mit Diagrammen für alle Ferrit-Metrialien, in denen die Anfangspermeabilität µi und der Verlustfaktor tan(phi)/µi über die Frequenz dargestellt ist.
73
Karl, DJ5IL
Hi Tom,
im Amidonbuch sind für die verschiedenen Ferrite µi und
tan (delta)/µi ( = auf µi normierter oder relativer Verlustwinkel) aufgetragen.
Bei 7MHz lese ich für den normierten Verlustwinkel eta 0,0015 ab (wie auch von
Karl in seinem Rechenbespiel verwendet).
Für µi lese ich bei 7MHz etwa 700 ab.
700*0,0015 = 1,05 ( = nominaler Verlustwinkel).
73
Clemens
Hallo,
mir ist schon klar, dass Amidon nicht die Sättigungsflussdichte angibt. Das hatte ich ja ohnehin gerade versucht darzulegen und darüber hatten wir ja schon diskutiert. Doch das kann man eben ganz leicht miteinander verwechseln.
Ob µr tatsächlich nicht asymptotisch gegen 1 läuft, sondern bereits bei einer materialspezifischen endlichen Feldstärke den Wert 1 erreicht, weiß ich nicht. Es kommt mir allerdings wahrscheinlicher vor. Habt ihr eine Quelle für diese Aussage?
Könnt ihr vielleicht einen Scan des Verlaufs von tan(delta)/µi für das -43er Material hier anfügen?
Hallo Tom,
violà!
73
Clemens
Hallo an alle Interessierten,
ich habe einen Ringkern mit etwa gleichem µ wie das Amidon Material Nr.43
vermessen (von DX-Wire).
Aufgebracht wurde eine Wicklung mit ca. 8,2µH Induktivitär bei 7,1MHz.
Zum Screenshot
(im Explorer mit der Maus rechts unten den Vergrößerungsbutton suchen
für gute Auflösung):
Die linke rote Skala gilt für Rs (blaue Kurve) und Xs (rote Kurve),
die rechte Skala (grau) gilt für Q (graue Kurve).
Das Ergebnis bestätigt Karls Aussagen zum Q von ca. 1 bei 7MHz bei
diesem Material.
73
Clemens
mal Bilder von einem N30 Kern mit 40µH@20-100kHz als Vergleich.
Hallo Clemens und Mitleser,
ich habe leider kein Amidion-Handbuch, daher vielen Dank für die Kurven. Aus den Verlustkurven für -43er Material kann man sehr schön bei 7MHz ein tan(delta)/µi von etwa 1,4*10^-3 und ein µi von etwa 650 entnehmen. Multipliziert man das aus, so kommt man auf ein tan(delta) von 0,91 bzw. einer Güte von etwa 1,1. Das bestätigt deine Messung sehr gut.
Ob man eine vollständige magnetische Sättigung schon bei endlicher Feldstärke H erreichen kann und woher man weiß, ob tatsächlich wirklich alle Elementarmagnete je ausgerichtet werden können, ist für die hier aufgeworfene Frage nicht so wichtig. Die Frage kam allerdings bei der zunächst etwas verwirrenden Randbedingung H=10 Oe für alle Materialien von Amidon auf. Was dort angegeben wird ist - wie sich gezeigt hat - ein praktischer und kein physikalisch exakter Sättigungswert, denn µr ist dort noch nicht 1.
Für alle die noch etwas mehr nachlesen wollen habe ich bei Thyssen-Krupp eine Darstellung u.a. auch der physikalischen Grundlagen am Beispiel weichmagnetischer Werkstoffe auf Ni-Fe-Basis gefunden. Ich finde das als Hintergrundinformation sehr lesenswert und gut gemacht! Der Artikel geht allerdings nicht auf die hier ursprünglich diskutierte Frage der Materialwahl für einen Balun ein.
Karls Ausführungen haben echten Lehrbuchcharakter, vielen Dank!
Zur Praxis: ich habe die lila Philips-Kerne (C4) im Einsatz.
Um den CuL vor der (z.T. rauhen ) Kernoberfläche zu schützen, hab ich vor dem Auflegen des Drahts eine Schutzlage aus straff gewickeltem Teflonband (Hydraulik-Dichtung) aufgebracht.
In Sachen Wärme kann ich nicht mitbieten, wg. qrp ;o))
73 de Jochen
