Ćwiczymy mostek czyli gimnastyka na okres zarazy.

Mamy okres zarazy, ograniczone jest korzystanie z łatwych form „wysiłku fizycznego” u mnie na podwórku zamknięto np. siłownię plenerową.

Widok z okna - siłownia zamknięta.

Nie korzystam, ale mam na widoku. Ilość telekonferencji, wirtualnych spotkań i innej e-papierkowej roboty powoduje, że siedzę w domu, i w pracy jednocześnie. Siedzę, i siedzę tak długo, że nie tylko namowy mojej ślubnej, ale jakiejś wewnętrznej  potrzeby jakiegokolwiek ruchu powoduje, iż stopniowo pomalutku rozpocząłem jakieś elementarne ćwiczenia. Aż wstyd się przyznać jak człowiek jest zastany, z jakim oporem idzie zrobić jakieś proste ćwiczenie, parę przysiadów u jakimś mostku to mogę tylko poważyć. No chyba, że to jeszcze potrwa, a ja zintensyfikuje ćwiczenia – w sumie dlaczego nie. W sumie to jakaś odtrutka.

Przy okazji przeglądania jakichś filmików dotyczących renowacji Radmor-ów czy innych urządzeń z tej epoki natrafiłem na uwagę: by w miarę możliwości zastępować małe sprzęgające kondensatory elektrolityczne takimi samymi, ale foliowymi. Gdyż te po latach tracą pojemność pod wpływem polaryzującego napięcia stałego. Do tej pory spotkałem się raczej ze wzrostem pojemności i to dwojakim. Takim „rzeczywistym” powstałym poprzez pocienianie warstwy tlenku aluminium jak i „pozornym” polegającym na ogłupieniu prostych mierników pojemności prądem upływu.  Zacząłem więc przeszukiwać dostępne materiały czyli Internet i natrafiłem na taki wykres.

MLCC- Multi Layer Ceramic Capacitor - kto by to doczytał.

Mowa tu co prawda o kondensatorach ceramicznych, ale i tak robi wrażenie. Trzeba to sprawdzić.
 W między czasie poprawiałem działanie swojego falomierza produkcji RFUG  firmy INCO i jedną z operacji była wymiana elektrolitów ELWY na współczesne.

Proszą wierzyć kondensatory są po drugiej stronie płytki.

 Wymiana nie wymuszona, ale ku mojemu zdziwieniu przyniosła pozytywne rezultaty, a co najbardziej ciekawe zarówno te stare kondensatory 10uF/16V jak i nowe wykazywały bardzo zbliżone parametry pojemności (ELWA nie odbiegała na więcej niż 10% w górę) oraz ESR czyli rezystancji szeregowej (zastępczej). Czy zatem nie ma tego zjawiska spadku pojemności w starych elektrolitycznych kondensatorach pod napięciem – trzeba sprawdzić. Tylko jak? Przypomniałem sobie wizytę u Pana Ryszarda i uznanie budzący zestaw używanych  przez niego przyrządów pomiarowych. Wskazał na mostkowy miernik pojemności i powiedział, że jest dobry bo umożliwia pomiar pod napięciem! Nie trwało kilka godzin, jak otrzymałem e-mailem od Pana Ryszarda komplet dokumentacji – starej dobrej, ba nawet płytka była rozrysowana, ale i opisana metoda pomiaru. Brawo General Radio.

General Radio mostek model 1617 

Odtworzenie całego przyrządu raczej się z celem mijało. Ale da się radę zmontować taki mostek z dostępnych w warsztacie elementów, mostek na tyle inny, że napięcie zasilania będzie złożenie stałego (ustawianym BIAS) i przemiennego.

Szukając jak  najprostszego rozwiązania natrafiłem na opis przygotowany przez Conrada Hoffmana.
Niby mostek bez wstępnej polaryzacji, ale co szkodzi spróbować dodać taką.

Już z dorysowanym zasilaczem DC.

Na kawałku 3mm formatki HDF rozmieściłem dwa potencjometry takie solidne 2 watowe Telpodu, pozostały z przebudowy woltomierza na zasilacz. Zaciski się też znalazły i kilka ostatnich gniazdek radiowych – oryginalna produkcja krakowskiej spółdzielni pracy. Kondensator 10uF foliowy miałem, ale tylko na 100V, wiec zastosowałem dwa po 470nF przeskalowując nieco gałęzie.

W trakcie montażu się okazało, że nie do końca przemyślałem rozmieszczenie poszczególnych elementów – połączenia wychodziły jakieś takie za długie.

Powierciłem kolejne otwory i  potencjometry przemieściłem. Wyszło może z dziurami, ale w końcu to prototyp. Z początku chciałem zrobić tylko jeden zakres taki do 94uF (wynika z zastosowanych kondensatora 2x0,47uF i przełożenia rezystorów 10kom /100 om), ale okazało się, że istnieje mechaniczna potrzeba wsparcia rezystora, to i obrotowy przełącznik będzie bardzo na miejscu. I jest.

Zakresów mam na razie dwa z perspektywą rozszerzenia do 6-ciu. Za pokrętła posłużyło to co było – mamy więc przegląd starej radiotechniki. Najciekawsze jest to nie jak wygląda na to, iż to działa.

Już działa!

Ze trzy godziny pracy (w tym szukanie elementów) i mamy mostek. Z początku mierzyłem tylko jako mostek prądu przemiennego – działało i wiarygodne wielkości dało się zinterpretować – bo skali nie narysowałem jeszcze. Dodanie kondensatora 47uF/400V bocznikującego zasilacz DC umożliwiło pomiar pojemności kondensatorów obciążonych jednocześnie napięciem stałym. Ale za to utrzymuje po wyłączniu napięcie - trzeba uważać!
Za źródło i stałego (regulowanego do 300V) jak i przemiennego 6,3V (właściwie bliżej 7V) posłużył zasilacz anodowy.

Już myślę czy nie zrobić tego mostka jako nakładki na zasilacz – taka kolejna przystawka (?)

Pomiary, a właściwie tylko sprawdzenia w miarę szybko dowiodły, że zmiana pojemności występuje. Mostek ustawiony w balansie (minimalne napięcie zmienne na V640) przy zmianie napięcia polaryzującego wykazywał zmianę pojemności, ale jak miałbym zaryzykować interpretację ( bo przyrząd w żaden sposób nie był wyskalowany) to było to może o dwa, a może i mniej mikrofaradów (przy 47uF mierzonej). I t raczej w stronę wzrostu pojemności! Więc cała teoria o spadku pojemności kondensatorów elektrolitycznych pod wpływem napięcia stałego nie znalazła potwierdzenia doświadczalnego.

Z innymi kondensatorami elektrolitycznymi też. Foliowe są dużo stabilniejsze. Może spróbuję z kondensatorami ceramicznym – jak dowodzi literatura, tam to zjawisko występuje.

Skontaktowałem się z Panem Conradem, jak się okazało też siedzi w domu uwięziony. Odpisał w kwadrans (obcemu człowiekowi) i korzystając ze swojego mostka GenRad model 1617 (dokładnie taki sam u jak u Pana Ryszarda) moje obserwacje potwierdził. ... United Chemicon KME series, 22 uF @ 100 VDC. It’s probably pretty old. With zero VDC it measured 21.5 uF and D=0.034. With 100 VDC it measured 22.2 uF and D=0.041… Czyli 0,7uF przy zmianie napięcia polaryzującego o 100V.

Teoria o spadku pojemności kondensatorów elektrolitycznych pod wpływem napięcia polaryzującego została ostatecznie obalona. Po obydwu stronach oceanu.

Warto odwiedzić stronę Conrada Hoffmana, cennych informacji m. i. o kondensatorach elektronicznych. I piękną kolekcję przyrządów General Radio.

Sam się zdziwiłem, że wyszło takie fajne, proste, na desce sklecone urządzenie, nie zajęło to dużo czasu a efekty ciekawe.

Urok mostków pomiarowych to ich prostota. Zagadka - wytęż wzrok i rozpoznaj radia, które pomogły gałeczkam

I raczej będę kontynuował konstrukcję tego ustrojstwa, w celu zrobienia kompletnego mostka RC.
Już myślę o pomiarze przy 100Hz (zgadnijcie dlaczego) jak i wyeliminowaniu problemów z pozostałości napięcia stałego (czasem bardzo dużego)  na elektrolicie bocznikującym.

Mam już nawet kandydata na obudowę - jeszcze tylko jedna i idziemy ćwiczyć!

A może jeszcze dodam, kilka przysiadów, może jakąś pompkę, parę brzuszków i pod koniec zarazy to i mostek się uda zrobić. Muszę kończyć – ćwiczenia czekają.