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calculo núcleos toroidales | Radioaficion Ham Radio

calculo núcleos toroidales

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Los núcleos toroidales

Si una antena tiene un valor de impedancia mayor o menor que la del cable coaxial de bajada, podemos adaptar estas dos diferentes impedancias utilizando un núcleo toroidal tipo ferrita Amidon o equivalente.

Con estos núcleos es posible construir un transformador de RF provisto de un devanado primario que coincide con el valor de la impedancia de la antena y un secundario que coincide con el valor de la impedancia del cable coaxial, es decir, 52 o 75 ohmios.

calculo núcleos toroidales

Como habréis observado en el cuerpo de los núcleos toroidales no se muestra ningún signo, para identificarlos podemos utilizar las tablas siguientes:

Tabla 1. Dimensiones de toroides con el símbolo T

código nucleo

diámetro exterior

diámetro interno

espesor del núcleo

T.37

9,5 mm

5,2 mm

3,2 mm

T.44

11,3 mm

5,8 mm

4,3 mm

T.50

13,0 mm

8,0 mm

5,2 mm

T.60

20,5 mm

12,3 mm

6,5 mm

T.68

17,5 mm

9,4 mm

5,8 mm

T.80

20,1 mm

12,3 mm

6,6 mm

T.94

23,9 mm

14,0 mm

7,9 mm

T.106

26,9 mm

14,5 mm

11,0 mm

T.130

33,0 mm

19,8 mm

11,0 mm

T.157

34,9 mm

24,0 mm

14,5 mm

T.184

46,7 mm

24,0 mm

18,0 mm

T.200

51,0 mm

32,0 mm

25,0 mm

T.225

57,2 mm

35,6 mm

25,0 mm

T.300

77,2 mm

49,0 mm

3,0 mm

El número que aparece después de la letra T indica el diámetro externo del toroide en décimas de pulgadas. Para convertir esta medida en mm. hay que multiplicar ese número x 0.254. Ejemplo: T.37 = 37 x 0.254 = 9.398 mm, un valor que se redondea a 9,5 mm.

 

Dimensiones de toroides

TABLA 2. Códigos de mezclas de núcleos T y frecuencia de trabajo

mezcla

1.er color

2º color

Frecuencia de trabajo

0

rojo

rojo

50 a 300 MHz

1

azul

gris

0,5 a 5 MHz

2

rojo

gris

1 a 30 MHz

3

gris

gris

0,05 a 0,5 MHz

6

amarillo

gris

2 a 50 MHz

7

blanco

gris

1 a 20 MHz

10

negro

gris

10 a 100 MHz.

12

verde

blanco

20 a 200 MHz.

15

rojo

blanco

0,1 a 2 MHz

17

azul

amarillo

20 a 200 MHz.

22

verde

naranja

20 a 200 MHz.

El segundo número se coloca después el diámetro, por ejemplo T37 / 0 - T37/6- T37/15, indica la composición de la mezcla con que esta codificado el núcleo ferro magnético por medio de dos colores. El primer color cubre tres lados de su diámetro, mientras que el segundo un solo lado. Gris es el color del polvo ferro magnético, si vemos en la tabla de mezclas el nº3 es Gris-Gris y en la práctica no está pintado, mientras que el núcleo indicado como Nº 0 rojo-rojo tiene las cuatro caras pintadas de color rojo.

Códigos de mezclas de núcleos T y frecuencia de trabajo

Resumen Ejemplo:

Si tomamos como base un tipo T80/6:

  • la letra T significa toroidal;
  • el número 80 indica la aproximación de su diámetro externo, en décimas de pulgada;
  • el número 6 indica la mezcla de los materiales ferromagnético utilizados para su construcción

 

Tabla Nº3 tabla para calcular el número de espiras para cada nucleo T

tabla para calcular el número de espiras para cada nucleo T

En esta tabla se muestra el valor de cada tipo de mezcla que servirá para calcular el número de vueltas a envolver. El signo == es una indicación de que ese núcleo no está construido con la mezcla ferromagnética indicada.

TABLA N.4 máximo número de espiras que pueden ser envueltas en función del diámetro del alambre

nucleo toroidal numero de espiras

A partir de esta tabla se puede deducir que número máximo de espiras es posible devanar en la circunferencia del núcleo en relación con el diámetro del alambre. Las bobinas también pueden ser envueltas en dos capas. Si el transformador de impedancia se utiliza sólo para antenas de recepción se puede utilizar alambre  de 0,20 a 0,30 mm, mientras que si se utiliza para antenas de transmisión, el diámetro debe ser elegido de acuerdo con la potencia del transmisor.

Ejemplo de cálculo

Bueno llegados a este punto, nos hace falta echar mano de las matematicas. Suponga que tiene una antena sintonizada a una gama de 14 MHz que presenta una impedancia de 200 ohmios y quiere ajustarla al valor de 52 ohmios del cable coaxial

Solución = En primer lugar nos fijamos en la Tabla N°2 y buscamos que tipo de mezcla debemos seleccionar para trabajar en 14 MHz:

En este caso elegimos la mezcla Nº6. Ahora vamos a  la Tabla N°1 y elijimos un núcleo de tamaño medio, como el T68.

Una vez en posesión del núcleo, podemos empezar a realizar los cálculos:

1 ° - Para calcular el valor en  microhenrios para L1 (200 ohmios en 14 MHz) utilizamos la fórmula:

  • microhenrios = (5 ohmios x L1): (6,28 x MHz)
  • 5 = es un número fijo;
  • ohmios L1 = el valor de la impedancia necesaria para L1.

Mediante la inserción de los valores que tenemos, es decir, 200 ohmios para L1 y 14 MHz, se obtiene:

  • (5 x 200): (6,28 x 14) = 11,37 microhenrios

2 º - Ahora vamos a calcular el número de espiras del bobinado de L1 utilizando la fórmula:

Número de espiras L1

En la Tabla N ° 3 se busca el valor de AT del tipo de núcleo T68 con mezcla 6 que es 47.

Así que para L1 nos queda:

49 vueltas

Si no somos capaces de envolver todas las espiras, en una sola capa, también podemos hacerlo en dos.

3 ° - Como tercer paso vamos a calcular la relación de 200 ohmios a 50 ohmios utilizando la siguiente fórmula:

relación de vueltas =

1,96 (relación de vueltas)

4 º - A continuación, se puede calcular el número de espiras de L2 realizando esta operación:

número de vueltas L2 = L1 vueltas: relación de vueltas

entonces para L2 debemos devanar: 49: 1,96 = 25 espiras

La bobina L2 se envuelve en la parte superior de L1.

CONSEJOS PRACTICOS

nucleo toroidal numero de espiras

El valor en microhenrios con las fórmulas indicadas en el texto, se obtiene solamente si el bobinado abarca toda la circunferencia del núcleo. Para envolver sólo 5-6 espiras, es necesario cubrir toda la circunferencia del núcleo como se muestra en el dibujo

nucleo toroidal

Si no espaciamos las espiras para cubrir la totalidad de la circunferencia del nucleo, el valor aumentará en microhenrios. Por ejemplo, utilizamos sólo la mitad de la circunferencia el valor calculado aumenta alrededor de 1,2 veces.

toroides ferrita

Si el devanado ocupa menos de la mitad de su circunferencia, el valor en microhenrios aumenta alrededor de 1,7 veces.

Tenga en cuenta que el rango de frecuencia que se muestra en la Tabla N°2 es lo recomendado para obtener una Q alta, pero en la práctica estos núcleos también se podrán utilizar en frecuencias unas 5 veces superiores, es decir el núcleo T80/6, que se recomienda para 2-50 MHz, también se puede utilizar hasta 250 MHz y el núcleo T68/10, recomendado para 10 100 MHz, también se puede utilizar hasta 500 MHz.

Nunca enrolle el cable de cobre desnudo en el núcleo, ya que la superficie de estos núcleos no siempre van recubiertas, y el devanado puede quedar en corto.

Mas Información:

Articulo de EA4NH en revista de URE 7/99

mini Ring Core Calculator 1.2

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