Fortinnet vs. forsølvet vs. rustfrit osv.

Hej -

Er der nogen der kan forklare for mig hvad evt fordelen eller ulempen er at anvender fortinnet kobbertråd er i forholkt til forsølvet tråd? Når det drejer sig om HF frekvenser har det overhoved betydning eller er det funktion af diamteren?

73
Robin

Svar til #1:

Diameteren har ikke noget at sige på HF. Tag det mest extreme eksempel 160 meter; om du bruger en tråd på 3 eller 10 mm giver en længde/diameter forskel på mindre end 10^-5.
Der er selvfølgeligt grænser for hvor tynd tråd du kan sende 1kW på :-) Men 1,5 kvadrat holder fint til et par hundrede Watt.

Der kan være noget med levetiden på fortinnet og forsølvet tråd...

Der er stor forskel på om det er kobber, jern, rustfrit, aluminium osv. da der er ca. halvt så stor virkningsgrad i jern/rustfrit som i kobber.

Der findes også kombinationer hvis man vil have stor træk-styrke sammen med kobberets gode ledning. Man kan få en kobberklædt stålwire og flettet kobber/stålwire.

73

Svar til #1:

Hejsa

Der er en udemærket info på dette site

http://www.oz8nj.dk/antenners_baandbredde.htm


Vh Hans

Svar til #2:
Hvad mener du med virkningsgrad ?

Svar til #1:

Når man bruger forsølvet tråd og komponenter til HF er det for at begrænse virkningen af skineffekten.

Skineffekten gør at HF-strømme kun løber i overfladen af en leder og problemet er størst i magnetiske materialer og jo højere frekvens desto tyndere lag leder strøm.

Oxydering på kobber virker til en vis grad halvledende og det er noget rigtigt skidt når det nu er i overfladen strømmen løber, så derfor forsølver man tråd og komponenter - oxydering på sølv er ikke halvledende.

Skineffekt i loddetin med eller uden oxidering har jeg ikke fundet noget om, men hvis det var godt ville man vel ikke bruge sølv.

Mere om skineffekt her: http://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect

Og om forsølvning her: http://www.on7lr.org/special/ag/ag.htm

Svar til #5:
Nej det ville man kun for at spare penge... på 144mhz kan man opnå ca 3 % forbedring ved forsølvning af komponenter som f.eks spoler.

Og den gamle skrøne om at pudse antennerne er ikke helt løgn :-)

Jeg foretrækker litzetråden fra dansk microbølgeteknik da den tåler et anseeligt træk og er plastovertrukket.

Biltema havde en fortrinlig stålwire engang som blev solgt i 50m stykker og sådan en har jeg til min drageantenne.

Svar til #4:

Virkningsgrad er når man siger til konen at hun IKKE skal bruge 995Kr på nye sko og hun så kommer hjem og siger at hun fik et par til 499Kr på udsalg.

Det er en virkningsgrad på under 50% - Halvdelen af det du putter ind høres... resten er tab...

Samme ide med antennetråd ;-)

73

Svar til #2:
Nu er du vist ude på gyngende grund.
Allerede i vort forsyningsnet (50 Hz) anvendes af hensyn til strømfortrængningen/skineffekt ledere med stor diameter, og gerne hule. Hulrummet kan så samtidig bruges til cirkulation af kølemiddel.
Når frekvensen stiger øges strømfortrængningen og ved 1,8 MHz, anvendes kun de yderste få my. Derfor skal diametren op.
Det kan derfor også betale sig, at det yderste lag på lederen er af bedst ledende materiale, og har egenskaber, der ikke forandre lederegenskaberne grundet oxydation.
Her er sølv udemærket.

Hvis det specifikt drejer sig om antennertråd har diameteren også betydning for antennens båndbrede. Men for at få nogen væsentlig betydning på HF, skal diameteren øges drastisk, og man bruger derfor gerne flere tråde i ruseform med diametre på flere meter. Men det er vist ikke for HF-amatører og deres emsige naboer.

Svar til #8:
Det er nemlig rigtigt Allan, selv ved 1 mhz er fortrængningen betydelig.

Det med strømtætheden er jo noget der bliver forsket meget i i forbindelse med udviklingen af brugbar nanoteknologi.

Men er der dog ikke nogen der har lavet to ens antenner, bare af forskellige materialer og testet hvad den reelle forskel er ??

Svar til #8:

Nu er jeg i tvivl om hvad du mener?
På den ene side siger du at diameteren har stor betydning for båndbredden, det er jeg enig i. Og på den anden side siger du at man skal op i 1 meters diameter... Det er jeg også enig i. Har du sådan en antenne?
Det er derfor jeg skriver at det er lige meget om man bruger en 3 eller 10 mm tråd - begge dele er langt fra 1 meter i diameter og derfor er forskellen i mellem disse to tråde minimal. I stedet bør man se på den praktiske side af sagen her og vælge en tråd der passer til ens effektbehov og ophængningsdistance...

Angående skineffekt - ja, det har du også helt ret i, og som du aner lader jeg spørgsmålet ang. fortinning/forsølvning hænge i luften...
Jeg vil også anbefale en mangeleder tråd - Litze eller ligende. Men mest pga. de mekaniske egenskaber.

Omkring forsølvning, ja så blev jeg så meget klogere. Der var en der sagde at man kunne hente 3% i tabs-reduktion ved at forsølve.
Det må jo så betyde at jeg, ved at skifte til en Litze-tråd med en diameter på een meter, kan få de fulde 100W ud i æteren i stedet for de nuværende 97W... Eller måske har jeg en balun på også, som der er tab i, eller et stykke coax osv, osv.
Nu ved jeg ikke hvad uforsøvlet kontra forsølvet tråd koster, men når man laver praktiske antenner, bør man lige regne efter hvad man har af gynger og karruseller i systemet først.

Jeg aner at det her var et teoretisk spørgsmål og ikke som jeg først antog et praktisk. Teoretisk har i ret, i praksis tror jeg ikke der er mange private der går til disse yderligheder...


73

Svar til #10:
Der er nogle der går til disse yderligheder ang forsølvning f.eks ved cavityfiltre og lignende til repeatere og visse coaxkabler har også forsølvet inderleder.

Tykkelsen af en antennetråd og dermed den ohmske modstand har en betydning for antennens Q eller båndbredde om man vil .

Og jeg opfatter det også som et praktisk spørgsmål om hvilken tråd der er den bedste og derfor foreslår jeg litze, som jeg selv bruger.

At der kommer lidt anden konkret viden på bordet skader nok ikke nogen i forhold til alle de løse påstande der som regel sværmer rundt ved næsten et hvert antennespørgsmål.

F.eks..: At swr er lige meget, bare man har en kinesertuner..

En balun er ligegyldig, der er alligevel ingen der ved hvad den gør...

En G5RV er en fremragende antenne bare man har købt den det rigtige sted for mindst 1500.-kr... plus porto.

Osv...

Svar til #9:

Jeg læste engang en artikel omkring det at lave
en antenne i kobbertrår kontra en i rustfast tråd,
begge lavet af mangetrådede wire. Her kom
man frem til at kobberantennen var 3%
bedre end den i rustfast stål. Men jeg kan
ikke genfinde artiklen lige nu. Iøvrig er rigtig
mange færdigkøbte trådantenner lavet i
rustfast wire,

Svar til #10:
Hej Jens
Nej, desværre har jeg ikke lavet min antenne-ruse, endnu.
Jeg nøjes med min vandrette ringdipol.
Af mekaniske hensyn bruger jeg DMT litze, og det er lige så billigt som 1,5 q PVL.

Med hensyn til de 3 % tab i spoler, skal det jo i ralation til spoletrådens længde, TiHi.

Tab i baluner er jo ofte lige så store eller større end swr-tabet i transmissionslinien ville være uden. det er derfor de varmer og ødelægges, og mange ikke kan læse mindre kraftige signaler. Det er en skam.

Svar til #13:
Plastovertrukken Litze fås også her:

http://www.forlag-aps.dk/product.asp?product=16 9

Svar til #12:

Gud skabte måske antennnen
oz8nj lavede forståeligt web om den....
http://www.oz8nj.dk/
og her er lidt om kobber osv:
http://www.oz8nj.dk/antenners_baandbredde.htm
og nogen har så samlet lidt links:
http://www.verdensnavle.dk/hamlinks.html#antenn erinfo

Vy 73 de oz1cys

Svar til #13:
Som jeg har skrevet i en anden tråd er tabet i en korrekt konstrueret og termineret balun minimale. Ved mistilpasning KAN tabene i balunen blive større end uden.

Og som jeg også skrev skal balunen omgående have skylden for alle graverende fejl i konstruktionen uanset om den kan gøre for det eller ej.

Bliver den varm fordi man tror man kan køre en eller flere kw i en kinesertingest man har købt for at være en balun går det galt.

3 % tab i en spole er ikke afhængig af længden i forhold til forsølvet og uden.

Svar til #16:
Fuldstændig rigtige kommentarer omkring baluns.
Med hensyn til 3 % tabet fik jeg udtrykt mig mildest talt klodset. Jeg beklager det gav anledning til misforståelse.

Svar til #17:
Ja jeg forstod godt hvad du mente :-)

Jeg købte for nogle år siden en rulle af det højt besungne "antennelitzetråd", men blev skuffet da det ankom. da det ikke kabde noget med litze at gøre. Det bestod at et stort antal individuelt uisolerede tråde, der rent elektrisk virker som en enkelt tyk tråd, og er dermed ikke bedre end en hvilkensomhelst anden ledning til HF hvad f.eks. skin effekt og RF modstand angår. Ved 6MHz løber RF strømmen kun i de yderste 25um af tråden.

Ældre radioamatører kender rigtig litzetråd fra spoler i gamle rør BCL radioer. Det består af et stort antal individuelt lakisolerede tråde - typisk omvudet med en slags garn til at holde trådene sammen. Hver tråd skal blot være dobbelt så tyk som skin effekt dybden på den pågældende frekvens. Fordelen skulle være lavere AC/RF modstand - men også højere Q. Så om det er en reel fordel til antennebrug - det tør jeg ikke sige. Måske nogen har erfaring med det?

Mvh, OZ8GI

Svar til #19:

Mon det er det her wire du mener:
http://www.rescueelectronics.com/Litz_Wire.html

Vy 73 de oz1cys

Svar til #20:

Ja - det er een type litzetråd.
Jeg købte for en del år siden noget litzetråd hos Radioparts, som ikke findes mere. De sælger det også her:
http://www.1n34a.com/wire.htm

Mvh, OZ8GI

Svar til #19:

Fra Wikipedia:
"A type of cable called litz wire (from the German litzendraht, braided wire) is used to mitigate the skin effect for frequencies of a few kilohertz to about one megahertz."

Det er så forklaringen på hvorfor man ikke bruger det længere.

Svar til #22:

Nu er Wikipedia skrevet jo af brugerne. Hvis du læser andre steder, kan du hente andre oplysninger om forskelling anvendelse - også over 1MHz..
Desuden kan man se at litzetråd stadig produceres og dermed også bruges - men til hvad og med hvilken fordel ?
I næste uge får jeg adgang til et præcist LCRQ meter der går til 30MHz. Jeg vil så forsøge at foretage nogle induktans, Q og impedansmålinger m.m. på forskellige frekvenser - på en almindelig og en litzetråd af samme længde og kvadrat - for at se, om der er nogle målbare forskelle over 1MHz.

Mvh, OZ8GI

Svar til #23:

Og brugere er per definition fulde af løgn?

Når du har yderligere viden på området kan du jo korrigere artiklen, og lade det komme os andre til gode.

Jeg har lige købt en litzetråd rulle af den ægte vare (alle tråde /strands er individuelt lakerede).

En sådan tråd er jo genialt til alt mulig! Foruden spoler, kan det jo også bruges til at f.eks syes ind i tøj hvor der kræves 6 eller flere ledere til f.eks LED effekter og andre ting. Hvorfor i hulen har jeg ikke opdaget denne tråd før? :o)

Svar til #25:
Ja, det er det tyndeste multilederkabel man kan finde
og det er stadigvæk meget populært hos dem der
bygger krystalmodtagere og audiophiler.

Svar til #26:
Litze er også det bedste til rævemodtagere på 160M. (sidder lige med snuden i den næste i rækken her) :-)
Det vil sige, at det ihvertfald må være brugbart op til mindst 2Mhz.

Mvh Ebbe

Jeg har nu testet følgende tre trådtyper med et HP 4285A LCRQ og impedansmeter:
1. Litzetråd med 50 ledere i 5 grupper
2. Fortinnet kobbertråd
3. Sølvtråd af 99,9% finsølv
Alle tråde er 57,5cm lange og lagt i en cirkel (luftspole med 1 vinding) - og alle trådene er ca. 0,4 kvadrat. Trådene er anbragt langt fra metal og under ens betingelser. Dog er litzetråden noget tykkere rent fysisk, da alle ledere er isolerede og snoet i 5 grupper.
Måleresultaterne er anbragt i næste indlæg, da der vist er begrænset plads i hvert indlæg.
Og mine kommentarer til måleresultaterne er anbragt i det følgende indlæg.
Jeg har kun listet den reelle part af impedansen, da den imaginære del er ca. 89 grader uanset trådtype og frekvens.
Ligeledes er jeg stoppet ved 14MHz, da jeg ikke er sikker på at testfixturet går højere. To-og tre cifrede tal er afrundet til hele tal.

Mvh, OZ8GI, Flemming

RESULTATER:

MÃ¥lt selvinduktans i nH:
200KHz - 1=596 - 2=649 - 3=645
400KHz - 1=595 - 2=644 - 3=639
800KHz - 1=595 - 2=639 - 3=635
1,6MHz - 1=593 - 2=636 - 3=633
3,5MHz - 1=589 - 2=635 - 3=631
7,0MHz - 1=589 - 2=638 - 3=635
14 Mhz - 1=605 - 2= 657 - 3=654

MÃ¥lt Q (Quality Factor):
200KHz - 1=53 - 2=26 - 3=27
400KHz - 1=80 - 2=38 - 3=39
800KHz - 1=93 - 2=54 - 3=56
1,6MHz - 1=77 - 2=77 - 3=80
3,5MHz - 1=63 - 2=108 - 3=112
7,0MHz - 1=68 - 2=126 - 3=130
14 Mhz - 1=71 - 2= 109 - 3=111

MÃ¥lt impedans i ohm (reel part):
200KHz - 1=0,8 - 2=0,8 - 3=0,8
400KHz - 1=1,5 - 2=1,6 - 3=1,6
800KHz - 1=3,0 - 2=3,2 - 3=3,2
1,6MHz - 1=6,0 - 2=6,4 - 3=6,4
3,5MHz - 1=13 - 2=14 - 3=14
7,0MHz - 1=26 - 2=28 - 3=28
14 Mhz - 1=53 - 2=58 - 3=58

KOMMENTARER:

Om induktansmålingerne:
Litzetråden viser en noget lavere selvinduktans end de øvrige tråde, men det skyldes primært den større fysiske diameter på denne trådtype.

Om det målte Q: Målingen viser tydeligt at litzetråden har et betydeligt højere Q på lave frekvenser, men det vender ved ca. 1,6MHz, hvor trådene er næsten lige gode. Over denne frekvens har litzetråden et noget lavere Q end de øvrige! Sølvtråden har marginalt højere Q end kobbertråden.

Om den målte impedans: Litzetråden viser en lidt lavere impedans end de øvrige tråde, men det skyldes den større fysiske diameter på denne trådtype.

Konklusion: Der er et marginalt højere Q ved at bruge sølv eller forsølvet tråd ved stigende frekvens.
Hvis man ønsker et højt Q (lille båndbredde), så er Litzetråden at foretrække ved frekvenser under 1,6MHz - og omvendt - hvis man over 1,6MHz ønsker større båndbredde, så kan man også med fordel bruge litzetråd. Det kunne måske være en fordel til antenner og RF bredbåndstransformatorer? Det vil jeg foretage nogle forsøg med og skrive om her senere.

Svar til #30:

Super info - det er ikke tit folk gider at lægge et eksperiment til grund for et indlæg her - hatten af for det!

Nu blev jeg så lidt nysgerrig efter om du kunne lave et tillægs-eksperiment, hvis du stadig har opstillingen inden for rækkevidde?

Jeg ville enormt gerne have dig til at gentage eksperimentet med et stykke kobber-rør f.eks. Ø12 eller Ø15 mm.

73
Jens

Svar til #31:

Hej Jens
Jeg skal prøve om jeg kan finde et kobberrør. Vender tilbage i morgen.

Svar til #32:
dr OZ8GI
Det er et meget fint forsøg du har lavet, og det underbygger teorien, om at ved en vis frekvens overstiger hvirvelstrømstabene grundet parralelle ledere skineffektfordelen ved at have flere ledere. Det er jo også ved den frekvens, man normalt begynder at space viklingerne i spoler.
Det må jo være sådan det hænger sammen.

For fuldstændighedens skyld, skal jeg lige bemærke, at ældre literatur bemærker, at det tillige er vanskeligt at få strømmen til at fordele sig ligeligt mellem de enkelte tråde i litzen, når frekvensen overstiger 3 MHz. (Lærebog i Teleteknik, Generaldirektoratet for Post- og Telegrafvæsen, 1957).

Svar til #31:

Hej Jens

Jeg fandt et kobberrør på 9,7mm, som jeg har målt under samme betingelser - dvs samme længde, cirkelformet etc:

Frekvens - Induktans (nH) - Q - Impedans ohm (reel):
0,2MHz - 358 - 135 - 0,45
0,4MHz - 357 - 185 - 0,9
0,8MHz - 357 - 249 - 1,79
1,6MHz - 356 - 321 - 3,58
3,5MHz - 357 - 349 - 7,84
7,0MHz - 357 - 295 - 15,8
14 MHz - 371 - 169 - 32,7
Den imaginære del af impedansen er uændret ca 89-90 grader ligesom trådene.
HÃ¥ber du kan bruge det til noget.

Mvh, Flemming

Svar til #33:

Hej Allan

Ja, det må være forklaringen.
Jeg vil dog prøve at lave et par forsøg mere for at se, om man kan underbygge andre positive/negative effkter ved litzen.

Mvh, Flemming

Svar til #30:

Det er da rart at se at wikipedia har ret - selv om det er skrevet af brugere ;-)

Svar til #36:

Er der da nogen der har sagt det modsatte?

Svar til #34:

Tak for det ekstra arbejde med målingerne.

Baggrunden for spørgsmålet var om man kunne lave en mere bredbåndet antenne ved at gå væsentligt op i dimension på lederen...

Læser jeg det korrekt, sådan at det kan man ikke?

73

Svar til #38:

Målingerne er lavet som en spole. Som antenne vil du få større båndbredde og lavere resornansfrekvens ved at gå op i diameter.
Jeg vil mandag måle på de samme tråde/rør plus nogle flere som 1/4 antenne med en network analyzer - og vise resultatet her.
Med den angivne længde vil de ligge på 110-116MHz.

Mvh, Flemming

Svar til #39:

Ja. det er jo ret spændende. Vi er nogle stykker der har vitset om at lave antenne i spiro-rør (udluftningsrør).

73

Svar til #40:

Hej Jens

Jeg har nu målt de samme tråde/rør som "antenner" med en Agilent 8753ES network analyzer, under følgende betingelser:
Analyzeren er anbragt på et træbord uden metalstel så den flugter med forkanten af bordet. Testporten er forlænget 11cm med SMA adaptere afsluttet med en SMA print vinkelconnector. Trådene/røret er rettet ud og loddet til centerkontakten så de hænger lige nedad i fri luft. Analyzeren er således antennens "jordplan". Det er ikke en ideel opstilling, da det vil kræve et helt anderledes setup udendørs, men da konditionerne er ens, kan man godt lave en vejledende sammenligning.

Resultaterne nedenfor viser frekvensen i MHz ved bedste SWR, samt SWR 1,5 båndbredden i MHz:

Fortinnet kobbertråd 0,7mmØ: 117,5 - 6,1
Sølvtråden 0,7mmØ: 117,5 - 6,2
Litzetråden ca. 1,35mmØ: 115,9 - 8,2
Kobberrøret 9,7mmØ: 111,3 - 10,8

Ligeledes har jeg målt på et par andre ledere af samme længde:
Kobberledning 1,5mmØ med PVC isolering: 111,8 - 9,2
Messingstang 1,5mmØ: 116,5 - 7,3
Messingstang 2,5mmØ: 115,1 - 9,1

Resultaterne er ret forventelige og viser bl.a. PVC isoleringens påvirkning og diameterens betydning.

Mvh, Flemming

Svar til #41:

Spændende resultater, om end ikke særligt overraskende. Men der er da basis for at lave en mere udbygget undersøgelse hvis man er interesseret i at eksperimentere med bredbånds-antenner.

73

Hej

Nøgleordet ER STRØMFORTRÆNGNING - dvs. ved en stigende frekvens (op t. ca. 30 MHz) bevæger strømmen i en leder ud mod overfladen af den. Så når man forsølver - skyldes det det faktum, at overfladelaget (sølvet) kommer til at bære HF signalet.

Så generelt forsølver man fra ca. 50 MHz og opefter.


VY 73 de OZ5IQ, Kim Kim@OZ5IQ.DK

Svar til #2:

nu tænker jeg bare højt..
men!!!
er det ikke det som forkortnings faktoren skal kompensere for
altså den dårligt ledende jern antenne jo er væsentlig kortere end en tilsvarende kobber antenne..

og hvad mm2 er så bedst til 1.5Kwatt

Vy De OZ1KS