COMO CONSTRUIR UMA CARGA FANTASMA (CARGA NÃO IRRADIANTE)

AUTOR:  LUIZ ZANINELI - PY5LZA

carga1.JPG

carga2.JPG

carga3.JPG

carga4.JPG

 

 

 

 

1-LEGISLAÇÃO E USO

 

CONFORME NORMA DE EXECUÇÃO DO SERVIÇO DE RÁDIO AMADOR ITEM 11.24 PARA AJUSTES DOS EQUIPAMENTOS DE SUA ESTAÇÃO  O RADIO AMADOR DEVERÁ USAR CARGA NÃO IRRADIANTE (ANTENA FANTASMA).  ESTE PROCEDIMENTO EVITARÁ INTERFERÊNCIAS NAS FAIXAS DE RÁDIO AMADORES  E OUTROS SERVIÇOS DURANTE A  "SINTONIA" OU AJUSTES.

 

A CARGA RESISTIVA TAMBÉM CHAMADA DE CARGA FANTASMA É UM ACESSÓRIO INDISPENSÁVEL PARA O RÁDIO AMADOR. A CARGA NÃO IRRADIANTE , PRINCIPALMENTE EM CONJUNTO COM O MEDIDOR ROE , WATÍMETRO, TEM MUITAS APLICAÇÕES NO SHACK.

 

CITO ALGUMAS APLICAÇÕES:

 

1- AUXÍLIO PARA MEDIR, AFERIR A RELAÇÃO DE ONDA ESTACIONÁRIA. (ROE OU SWR).

2-VERIFICAR POTÊNCIA DE SAÍDA DO TRANSCEPTOR.

3-VERIFICAR CONDIÇÕES DO CABO DE ALIMENTAÇÃO DA ANTENA

4-AUXÍLIO NA VERIFICAÇÃO DO  ITEM 11 E SEUS SUB ITENS, CONFORME NORMA DE EXECUÇÃO DO SERVIÇO DE RÁDIO AMADOR

5-SINTONIA DO TRANSCEPTOR

6-ETC, CONFORME NECESSIDADES.

 

2- FÓRMULAS / TEORIA

 

FÓRMULAS USADAS.

        

A) R1.R2/R1+R2

MACETE PARA LEMBRAR: PRODUTO PELA SOMA DE DOIS RESISTORES

R TOTAL = 1000 X 1000 / 1000 + 1000

R TOTAL = 500

MÉTODO MAIS TRABALHOSO, USAR ESTE CALCULO PARA CADA PAR DE RESISTORES, A CADA PARA OBTEREMOS 500 OHMS, DEPOIS 250 OHMS.....NO FINAL 125//125//250

E ENTÃO 62,5//250 = 50 OHMS

NOTA: // SIGNIFICA:  EM PARALELO COM

 

B)  1/ 1/R1+1/R2+1/R3+....1/RN

MACETE PARA LEMBRAR: INVERSO DO INVERSO DA SOMA

 

R TOTAL =___________1________________

                   1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...1/R 20

 

 

R TOTAL =  ___________1________________

                  1/1000 + 1/1000 + 1/1000 + ....1/R 20

 

R TOTAL =   ___________1________________

                    0,001 + 0,001 + 0,0001+ ...0,001

 

 

R TOTAL =  1 / 0,02              

 

R TOTAL = 50 OHMS

 

C)  QUANTIDADE DE RESISTÊNCIAS A SEREM USADAS = VALOR DE R/50

1000/50 = 20 RESISTORES

 

TEORIA

 

A CARGA NÃO IRRADIANTE NÃO DEVE TER COMPONENTES INDUTIVOS/CAPACITIVOS QUE AFETARÃO O DESEMPENHO E IMPEDÂNCIA DO APARELHO.

A IMPEDÂNCIA DE SAÍDA DA MAIORIA DOS TRANSCEPTORES DE RÁDIO AMADOR SITUA-SE ENTRE 50 OHMS E 75 OHMS. NOSSA PROPOSTA É A DE LISTAR OS PASSOS PARA CONFECÇÃO DE UMA CARGA RESISTIVA , NÃO IRRADIANTE, APROXIMADAMENTE 50 OHMS E COM POSSIBILIDADE DE ABSORVER POTÊNCIA DE 60 WATTS RMS DURANTE ALGUNS MINUTOS, 100WATTS RMS DURANTE 1 A 5 MINUTOS E 176.5 WATTS RMS DURANTE 1 MINUTO.

EXEMPLO: 176,5 WATTS RMS = 500 WATTS P&P , POTÊNCIA DE TRABALHO DO RÁDIO DELTA COM AS VÁLVULAS 6KD6 NOVAS.

OBS1: NORMALMENTE PARA AJUSTAR O FUNDO DE ESCALA DO MEDIDOR DE ROE BASTAM ALGUNS SEGUNDOS COM O PTT APERTADO E MAIS ALGUNS SEGUNDOS PARA FAZER A LEITURA DE ROE E POTÊNCIA.

OBS2: OS RÁDIOS COM SAÍDA VALVULADA POSSUEM MAIS AJUSTES, E O TEMPO QUE O PTT FICA APERTADO, (TEMPO QUE A PORTADORA FICA SOBRE A CARGA NÃO IRRADIANTE) DEPENDE DA HABILIDADE DO RÁDIO AMADOR.  

 

2.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE ANTENA E CARGA NÃO IRRADIANTE

 

2.2 ANTENA

A ANTENA É RESSONANTE EM TORNO DA FREQÜÊNCIA (F0) PARA QUAL FOI DIMENSIONADA (CORTADA).

DEPENDENDO DO Q (FATOR DE QUALIDADE) A ANTENA SINTONIZA ACIMA E ABAIXO DA F0, F1/F2 E QUANTO MAIOR O Q MENOR A FAIXA DE SINTONIA.

2.3 EXEMPLO DE FATOR Q COM FAIXA DE PASSAGEM OU DE SINTONIA OU DE RESSONÂNCIA LARGA (BAIXO Q): NESTE CASO A ANTENA ESTA RESSONANDO EM UMA FAIXA DE 100 KHZ COM POSSIBILIDADE DE ROE = 1:1,5 EM TODA A EXTENSÃO

 

_F1______F0______F2_____

   7050     7100       7150

 

2.4 EXEMPLO DE FATOR Q COM FAIXA DE PASSAGEM OU DE SINTONIA OU DE RESSONÂNCIA ESTREITA (ALTO Q): NESTE CASO A ANTENA ESTA RESSONANDO EM UMA FAIXA DE 10 KHZ COM POSSIBILIDADE DE ROE = 1:1,5 SÓ NESTA PEQUENA EXTENSÃO SENDO O CASO DE ANTENAS INDUSTRIALIZADAS CORTADAS/CONSTRUIDAS PARA ALTO GANHO ENTRE F1 E F2

 

 

_______F1____F0___F2____________

              7090 7100 7110

2.5 O FATOR Q DEPENDE DA MAIOR OU MENOR RESISTIVIDADE DO CIRCUITO SINTONIZADO.

EXEMPLO: NO INDUTOR , O IDEAL É QUE O FIO CONDUTOR, COM O QUAL FOR CONSTRUÍDO, TENHA A MENOR RESISTIVIDADE POSSIVEL, ISTO DEPENDE DA TECNOLOGIA COM QUE É FEITO O FIO CONDUTOR.................................FATOR Q = XL/R QUANTO MAIOR A RESISTIVIDADE MENOR O FATOR DE QUALIDADE.

2.6 O FATOR Q TAMBEM EXPLICA O PORQUE DE RÁDIOS RX SEREM MAIS OU MENOS SELETIVOS PARA A FREQÜÊNCIA DE SINTONIA, POR EXEMPLO, RÁDIOS RECPETORES QUE REJEITAM / ATENUAM ESTAÇÕES LATERAIS, QUE TRANSMITAM ABAIXO OU ACIMA DA FREQÜÊNCIA DE INTERESSE, TEM UM ALTO Q, ONDE A SELETIVIDADE É OTIMA.

2.7 QUANDO A ANTENA É RESSONANTE PARA A FREQÜÊNCIA DE TRABALHO, DIZEMOS QUE A REATÂNCIA XL É IGUAL A REATÂNCIA XC SE ANULANDO ALGEBRICAMENTE. NA RESSONÂNCIA A ANTENA TEM O MÁXIMO DESEMPENHO (MÁXIMA CORRENTE).

NOTA1:

NA FREQÜÊNCIA DE RESSONANCIA  XC = XL O CIRCUITO É RESISTIVO

ABAIXO DA FREQÜÊNCIA DE RESSONANCIA XC > XL O CIRCUITO TENDE A SER CAPACITIVO

ACIMA FREQÜÊNCIA DE RESSONANCIA XL > XC O CIRCUITO TENDE A SER INDUTIVO

 

NOTA 2:

NO CIRCUITO RLC SÉRIE NA FREQÜÊNCIA DE RESSONANCIA , QDO XL=XC A CORRENTE É MÁXIMA (MÍNIMA IMPEDANCIA) :. A ANTENA DIPOLO É UM CIRCUITO EQUIVALENTE RLC SÉRIE ABERTO

NO CIRCUITO RLC PARALELO NA FREQÜÊNCIA DE RESSONANCIA, QDO XL=XC A CORRENTE É MÍNIMA (MÁXIMA IMPEDANCIA)

 

2.8 NA FREQÜÊNCIA DE RESSONÂNCIA A RF ""VÊ"" SÓ O COMPONENTE RESISTIVO DA ANTENA.

O EQUIVALENTE ELÉTRICO DE UMA ANTENA É UM CIRCUITO RLC ABERTO E NA RESSONÂNCIA XL = XC ONDE TEREMOS A MÁXIMA CORRENTE DE RF

 

3 CARGA NÃO IRRADIANTE

 

3.1 O COMPROMISSO DA CARGA NÃO IRRADIANTE É DE QUE TENHA A IMPEDÂNCIA PURAMENTE RESISTIVA SEM OS COMPONENTES CAPACITIVOS / INDUTIVOS.

PODERÍAMOS USAR UM SÓ RESISTOR DE 50 OHMS POR 10, 50, 100 OU 150 WATTS. MAS O RESISTOR DE CARVÃO, FIO OU , DEVIDO A SUA CONSTRUÇÃO (ESPIRALADA OU EM FORMA DE BOBINA) APRESENTA ELEVADO COMPONENTE INDUTIVO E RESÍDUOS CAPACITIVOS RESULTANDO EM UMA IMPEDÂNCIA Z DIFERENTE DE 50 OHMS : Z=XL+XC+R

 

4 COMO REDUZIR INDUTÂNCIAS E CAPACITÂNCIAS PARASITAS OU RESIDUAIS AO MÍNIMO NO CASO DA CARGA PROPOSTA

 

4.1 USAR RESISTORES COM POUCA INDUTÂNCIA RESIDUAL , POIS A INDUTANCIA RESIDUAL EM SERIE COM O RESISTOR ALTERARA PARA MAIS A IMPEDANCIA Z DA CARGA.

4.2 EM HF USAR CABO COAXIAL DE 50 OHMS DE ACOPLAMENTO AO RÁDIO O MAIS CURTO POSSÍVEL, RECOMENDADO MÁXIMO DE 10 CM, POIS A CAPACITÂNCIA DO CABO (NESTE COMPRIMENTO A CAPACITANCIA ESTIMADA = 10PF) ENTRARÁ EM PARALELO COM OS 50 OHMS RESISTIVOS DA CARGA ALTERANDO PARA MENOS DE 50 OHMS A IMPEDÂNCIA Z DA CARGA.

4.3 NO CASO DE USAR A CARGA PARA VHF/UHF USAR CABO DE ACOPLAMENTO USANDO FIOS PARALELOS DE 1,5 MM COM NO MÁXIMO 10 CM E SEPARADOS ENTRE SI. CASO A EXIGÊNCIA NÃO SEJA GRANDE , PODERA SE USAR O CABO COAXIAL CURTO, DIMENSIONADO PARA HF.

4.4 DISPOR OS 20 RESISTORES EM PARALELO DE FORMA MAIS DISTRIBUÍDOS POSSÍVEL, LIDES CURTOS E SOLDADOS ENTRE SI.

4.5 NÃO USAR ARGOLA DE FIO PARA SOLDAR OS RESISTORES UNIDOS NA BASE E NO TOPO, UNIR OS LIDES DIRETAMENTE E SOLDAR. A ARGOLA EM VHF/UHF PODE SE COMPORTAR COMO UMA ESPIRA E ALTERAR A IMPEDÂNCIA Z DA CARGA DEVIDO A INDUTÂNCIA DESTA ESPIRA, ONDE A Z = XL+R, POIS BUSCAMOS Z=R (RESISTIVO)

4.6 AO SE DISPOR OS RESISTORES EM PARALELO, TENTA-SE DIMINUIR AO MÁXIMO TODAS AS INDUTÂNCIAS RESIDUAIS DOS RESISTORES. O VALOR DO FATOR Q DA CARGA NÃO IRRADIANTE SE APROXIMA DE ZERO, NESTE CASO UMA LARGA FAIXA DE FREQÜÊNCIAS  , NOSSO CASO HF, ""VERAO"" APENAS O VALOR RESISTIVO DE 50 OHMS. Q = XL/R

JÁ EM VHF USAR RESISTORES , CONECTORES E CABOS COM OS FIOS O MAIS CURTO POSSÍVEIS, POIS PEQUENAS INDUTANCIAS (EM SÉRIE) E CAPACITANCIAS (PARALELO)  AFETARÃO O DESEMPENHO DA CARGA. O ASSUNTO NÃO SE ESGOTA AQUI, OS ESTIMULO PARA A PESQUISA E USO DO FERRO DE SOLDA.

 

 5 POTÊNCIA DA CARGA PROPOSTA

 

5.1 USAREMOS RESISTORES DE 1K OHM OU 1000 OHM POR 3 WATT.

5.2 COMO CADA RESISTOR DISSIPA 3 WATTS , 20 RESISTORES DISSIPARÃO 60 WATTS.

5.3 NOSSA CARGA PODERÁ SER USADA PARA DISSIPAR 60 WATTS DURANTE ALGUNS MINUTOS.

5.4 PODEREMOS MULTIPLICAR ESTA POTÊNCIA POR 4 OU 5 VEZES MERGULHANDO OS RESISTORES EM ÓLEO DE TRANSFORMADOR OU AREIA TRATADA.

5.5 PASSAR PASTA TÉRMICA NOS RESISTORES PARA QUE HAJA MAIOR TRASNFERENCIA DE ENERGIA TÉRMICA PARA A AREIA .

 

6-TRATAMENTO DA AREIA

 

6.1 LAVAR A AREIA VARIAS VEZES PARA RETIRADA DAS IMPUREZAS E COMPONENTES IONICOS POIS OS SAIS MINERAIS PRESENTES SÃO CONDUTORES.

6.2 LEVAR AO FORNO CASEIRO PARA SECAR

6.3 ESPALHAR A AREIA SECA E PASSAR UM IMÃ ( DE ALTO FALANTE USADO) PARA RETIRAR COMPONENTES FERROSOS EVENTUALMENTE PRESENTE NA AREIA

 

7 RELAÇÃO DE MATERIAIS

 

7.1 PROPOSTA DE USO DE 20 RESISTORES DE 1000 OHMS (1K OHM) DE METAL FILME POR 3 WATTS.

RELEMBRANDO O CODIGO DE CORES DOS RESISTORES:

(MARROM/PRETO/VERMELHO).  ONDE MARROM = 1, PRETO = ZERO E VERMELHO = QUANTIDADE DE ZEROS = 2. :. 10 00 OHMS = 1 K OHM ONDE K = 1000

ESTE  TIPO RESISTOR TEM OS COMPONENTES INDUTIVOS E CAPACITIVOS MAIS BAIXO QUE OS DEMAIS RESISTORES. PARA IDENTIFICAR ESTE TIPO DE RESISTOR ELES SÃO DE COR ALARANJADA PARECENDO COM A COR DA TELHA OU TIJOLO.

7.2 SE QUISER USAR RESISTORES DE OUTROS VALORES USE A FORMULA: VALOR DO RESISTOR DIVIDIDO POR 50, O RESULTADO DESTA DIVISAO DARÁ A QUANTIDADE DE RESISTORES QUE SERÃO USADOS.

7.3 EXEMPLO:

QUANTIDADE DE RESISTORES = VALOR DE R/50 :.  1000/50 = 20

7.3 LATA DE LEITE EM PÓ OU SIMILAR COM TAMPA (ESTE COMPONENTE FARÁ QUE A CARGA SEJA NÃO IRRADIANTE, VEJA ASSUNTO EM LIVROS DE FÍSICA DE 2 GRAU, TÓPICO SOBRE ELETRICIDADE,  SOBRE BLINDAGEM OU GAIOLA DE FARADAY).

7.4 CONECTOR FÊMEA E MACHO PARA CABO COAXIAL POR 15 CM COMPRIMENTO MÁXIMO.

7.5 PARA HF CABO COAXIAL 50 OHMS FINO (CURTO).

7.6 PARA MAIOR PRECISÃO EM HF / VHF / UHF USAR 2 PEDAÇOS DE FIO 1,5 MM POR 15 CM DE COMPRIMENTO MÁXIMO.

7.7 AREIA TRATADA OU ÓLEO DE TRANSFORMADOR.

7.8 PASTA TÉRMICA (PARA PERMITIR MÁXIMA DISSIPAÇÃO DA CARGA, TRANSFERINDO O CALOR PRODUZIDO PELO EFEITO JOULE PARA A AREIA OU PARA O ÓLEO).

7.9 OHMÍMETRO DIGITAL PARA MEDIDAS.

7.10 IMÃ DE ALTO FALANTE USADO, PARA RETIRAR/CAPTAR DA AREIA RESÍDUOS FERROSOS

7.11 ADESIVO COM O QRA DO RÁDIO AMADOR.

 

8- MONTAGEM

 

OBS: ANTES DE PROSSEGUIR , USE UMA LIXA FINA E LIMPE TODOS OS TERMINAIS QUE RECEBERÃO SOLDA (TERMINAIS DOS RESISTORES, CONECTORES, MALHA E VIVO DO CABO, FUNDO DA LATA, ETC

8.1 OS RESISTORES METAL FILME TEM UMA TOLERÂNCIA DE 5% E EM VARIAS ASSOCIAÇÕES SIMULADAS CHEGOU AO VALOR DE 50,1 OHMS

8.2 CASO NÃO SE CONSIGA ESTE VALOR SIGA AS INSTRUÇÕES: APÓS LIXADO OS TERMINAIS JUNTE, PROVISORIAMENTE, TODOS OS RESISTORES, UNIDOS PELAS EXTREMIDADES, FAÇA AS MEDIÇÕES.

8.3 AJUSTE DO VIGESIMO RESISTOR: APÓS UNIR E SOLDAR , EM PARALELO , OS 19 RESISTORES, MEDIR COM O APARELHO MULTÍMETRO, COLOCANDO NA ESCALA DE OHMS E MEDIR O CONJUNTO DE RESISTORES, DEVERA ESTAR PRÓXIMO DOS 50 OHMS. PROVISORIAMENTE CONECTAR O VIGESIMO RESISTOR E TORNAR A MEDIR .

8.4 CASO O VALOR MEDIDO ESTIVER COM 10 % DE VARIAÇÃO, ACIMA OU ABAIXO DE 50 OHM , FAZER EXPERIÊNCIAS COM VALORES ACIMA E ABAIXO DE 1000 OHMS PARA O VIGÉSIMO RESISTOR.

8.5 PARA OS MAIS INTERESSADOS, PODERÃO CONECTAR UM POTENCIOMETRO DE 3,3 K OU 4,7 K OHMS, PROVISORIAMENTE, AO CONJUNTO DE 19 RESISTORES , PREVIAMENTE UNIDOS EM PARALELO, RODAR O CURSOR ATÉ QUE A CARGA ATINJA OS 50 OHMS. RETIRAR O POTENCIOMETRO E MEDIR O VALOR QUE O MESMO ESTA AJUSTADO E COLOCAR UM RESISTOR COM ESTE VALOR. MEDIR A CARGA COM MULTIMETRO NA ESCALA DE OHMS E VERIFICAR O VALOR DE 50 OHMS.

8.6-NESTA FASE VC. JÁ PODERÁ USAR A CARGA, COLOCANDO UM TOCO DE CABO COAXIAL , UM CONECTOR MACHO. SOLDE O VIVO DO CABO COAXIAL NO TOPO DOS RESISTORES E A MALHA NA BASE DOS RESISTORES.

MEDIR NOVAMENTE , AGORA VIA CABO, DEVERA DAR 50 OHMS. NESTE MOMENTO A CARGA AINDA É CONSIDERADA COMO RADIANTE POIS NÃO ESTA ACONDICIONADA NO INTERIOR DE UMA BLINDAGEM METÁLICA (VER LATA COM TAMPA NA RELAÇÃO DE MATERIAIS) CASO DESEJE USA-LA SEM A LATA SIGA DIRETO PARA O PASSO 8 (PROVA E USO)

8.7-USAR SUAS HABILIDADES MECÂNICAS E ACONDICIONAR A CARGA NO INTERIOR DA LATA. NO FUNDO DA LATA USE UM PARAFUSO PEQUENO DE LATÃO COM ARRUELA E UM TERMINAL PARA SOLDA. USE FERRO DE SOLDAR DE 100 WATTS OU MAIS. PODE TAMBÉM SOLDAR A BASE DOS RESISTORES NO FUNDO DA LATA, PREVIAMENTE LIXADA, PARA MAIOR ADERÊNCIA DA SOLDA.

O TOPO DOS RESISTORES LIGAR NO CONECTOR FÊMEA , PREVIAMENTE INSTALADO NA TAMPA DA LATA.

8.8-VERIFICAR SE OS RESISTORES ESTÃO UNTADOS COM PASTA TÉRMICA E ACRESCENTAR A AREIA TRATADA. FECHAR A LATA .

8.9-PREPARAR UM TOCO DE CABO COAXIAL COM CONECTORES MACHO/MACHO NAS PONTAS. E CONECTAR O TOCO DO CABO COAXIAL NO CONECTOR DA TAMPA DA LATA.

 

9 PROVA E USO

 

9.1 VOLTAR A MEDIR O CONJUNTO, DEVERA ACUSAR 50 OHMS.

9.2 ADVERTÊNCIA: CASO ESTEJA DIFERENTE DE 50 OHMS, ABERTO OU EM CURTO NÃO SIGA ADIANTE, REVEJA TODOS OS PASSOS, DESCONFIE DE SOLDA, SOLDA FRIA, CONECTORES, FIAPOS DO FIO VIVO E MALHA DO CABO, SOLDAS EXAGERADAS, FRIAS, RESPINGOS DE ESTANHO, ETC, ETC

9.3 CASO ESTEJA TUDO OK CONECTE A CARGA A UM MEDIDOR DE ROE E ESTE CONECTE AO RADIO. CASO O RADIO JÁ TENHA MEDIDOR DE ROE INCORPORADO ACOPLAR A CARGA DIRETAMENTE AO CONECTOR DE SAÍDA DE RF DO RADIO .

9.4 CONFORME O TIPO DE RADIO, SE ESTE PERMITIR, SELECIONAR O VALOR DA POTÊNCIA DE SAÍDA, SELECIONE A MENOR POSSÍVEL. (PREFERENCIA MENOR QUE 20 WATTS)

9.5 SELECIONE O MODO DE MODULAÇÃO, PREFERENCIA AM, FM, RTTY OU OUTRA QUE MANTENHA A PORTADORA PRESENTE, COM O GANHO DO MIKE NO MÍNIMO.

9.6 CONFORME O RADIO PODERA SER USADO O BOTÃO QUE SELECIONA O SINAL S DE TRANSMISSÃO.

ESCOLHER A BANDA E FREQÜÊNCIA DE TRABALHO.

9.7 PROCEDER OS AJUSTES APERTANDO O PTT ALGUNS SEGUNDOS (SEGUNDOS: INICIALMENTE, ATÉ ADQUIRIR CONFIANÇA), LEVANDO O MEDIDOR DE ROE ATÉ O FUNDO DE ESCALA.

9.8 DAR CONTINUIDADE E VIRAR A CHAVE DO MEDIDOR DE ROE PARA POSIÇÃO ANTENA.

9.9 PROCEDER OS AJUSTES APERTANDO O PTT ALGUNS SEGUNDOS (SEGUNDOS: INICIALMENTE, ATÉ ADQUIRIR CONFIANÇA), VERIFICAR A LEITURA DE ROE MENOR QUE 1:1,5

9.10 VERIFICAR OUTRAS FREQÜÊNCIAS.