Verslagen Radiocafé

Verslag 19 oktober 2010: Replica tweelamps Geuzendamradio

Geuzendamradio

Niet dat deze de hoofdrol zou spelen tijdens deze lezing, maar het gaat dit keer over spoelen en het berekenen daarvan. Voor de enkellaags gewikkelde spoel ken ik twee formules om het aantal Henry's te berekenen, maar Gyula weet dan toch nog ook weer een derde formule waarbij deze toch alle drie vrijwel dezelfde uitkomst geven. Het zijn eigenlijk vuistregels door zendamateurs gehanteerd bij het berekenen van hun kortegolfspoelen. Als voorbeeld teken ik op het bord een spoel met de maten 5 cm lang en een diameter van 4 cm, met 20 windingen. Waarbij N = het aantal windingen, D de diameter, R de straal en L de lengte van de spoel. Met beide formules waarbij de een in mm en de ander in cm wordt berekend. Beide afgeleid van een oorspronkelijke berekening uitgevoerd in inches. Zoals we kunnen zien op de foto komt uit de met cm berekende som 9,2 µH en die met mm berekende 9µH. Het ontloopt elkaar niet zo veel.

Wat weten we van spoelen nog meer dan dat de spanning voorijlt op de stroom. Dat de spoel een weerstand heeft welke in fase is met de  stroom en is daarmee minder ideaal dan een condensator. De fasehoek tussen stroom en spanning is kleiner dan 90 graden. De verliezen in de spoel worden meestal als een serieweerstand weergegeven. De spoel L wordt dan verder als ideaal verondersteld.

In dit vector diagram is uL x i verantwoordelijk voor het blindvermogen en uR x i voor het echte vermogen. u x i is het schijnbaar vermogen. Cosφ = uR / u. 

We kunnen dus het vermogen ook uitrekenen met de formule:
P = u x i x cosφ . De kwaliteitsfactor Q = tangens φ = uL / uR en dat komt overeen met WL / R.

Het gaat tijdens deze lezing over de variometerafstemming van de ontvanger. Daarom eerst even in het kort waar tijdens de lezing over is gesproken tijdens de technische inleiding . Elke verandering van een magnetisch veld in een spoel die de krachtlijnen omvat zal daarin een EMK van inductie opwekken. Dat kan door een bewegende magneet of van een wisselend veld afkomstig van een andere spoel. Faraday ontdekte de electromagnetische inductie waarmee een EMK kan worden opgewekt in een tweede spoel in 1831.

Als voorbeeld, twee  gekoppelde spoelen waarbij in spoel 1 een veranderlijke stroom vloeit die een veranderlijk veld H opwekt, dat tevens door spoel 2 wordt omvat.

Deze spoelen L1 en L2 zijn dus gekoppeld. Er loopt gedurende een bepaalde tijd een veranderlijke stroom door L1 en daar de sterkte van het magnetisch veld evenredig is met de stroom, zal ook de snelheid van verandering van het magnetisch veld evenredig zijn met ∆ i /∆t dus ook de inductie zal hiermee evenredig zijn. We kunnen dus schrijven:

E ind = -M .x ∆i / ∆t. Waarbij M de coëfficient van wederkerige inductie wordt genoemd. Voor M een minteken omdat de inductie tegengesteld gericht is aan die van L1 om de verandering van het veld tegen te werken. Een oorzaak die wij kennen als de wet van Lenz.

De evenredigheidsconstante L wordt coëfficient van zelfinductie genoemd. 
E ind = -L x ∆i /∆t. De eenheid waarin M en L worden uitgedrukt is de Henry. Als een stroomverandering ∆i / ∆t = 1 ampère per seconde bedraagt dan is de EMK van inductie 1 volt als M respectievelijk L = 1 Henry.

De variometer bestaat uit twee in serie geschakelde spoelen met een variabele koppeling en heeft dus een variabele zelfinductie. Zijn beide vast gekoppeld dan is  L1 + L2 + 2M =  L uitgedrukt in Henry. Volkomen haaks op elkaar is de koppeling minimaal en is dan L1 + L2 – 2M. Tussenliggende draaihoeken geven tussenliggende waarden.

Dit voorbeeld geeft aan met een Henry-meter dat de waarde verandert met het meer of minder dichter bij elkaar brengen van de spoelen. De spoelen moeten wel dezelfde wikkelrichting hebben. Is dit niet het geval dan neemt het aantal Henry's af met het vaster koppelen van de spoelen.

Om dat de controleren kan men de spoelen testen op de juiste wikkelrichting middels een kompas en een batterij. Wel rekening houden met de stand van het kompas dat deze zodanig uitslaat dat de wijzer in lengterichting van de spoel staat. De naald wijst altijd naar het noorden, daar is het een kompas voor. Sluiten we de spoelen allemaal op dezelfde wijze aan op de batterij dan moet de naald telkens de zelfde kant op wijzen. De spoel zonder meer omdraaien heeft geen zin want de wikkelrichting blijft het zelfde. Wijkt dus een spoel af dan helpt slechts het omdraaien van de draden aan de pootjes van de spoel.

Na al deze techniek is dan eindelijk het moment aangebroken om de tweelampsontvanger in te schakelen. Gezien eerdere lezingen waarbij ontvangers het lieten afweten omdat we boven in een ijzeren loods onze ruimte hebben, waar slechts zeer gematigd enig antennesignaal binnen komt en onze dakantenne erg kort is en dicht over het stalen dak loopt, derhalve zelfs 200 pF meet. Kostbare Ducretets en meer oude toestellen uit een lang verleden gaven geen enkel teken van ontvangst. Zou nu deze simpele radio met twee maal A410 het wel lukken ? Het schema is toch wel zeer eenvoudig.

Toch tijdens een lezing in Amstelveen waarbij een NSF M4 werd gedemonstreerd die het redelijk goed deed werd na afloop ook eenzelfde Geuzendamradio aangezet, de ontvangst overtrof die van de luxe NSF radio tot mijn en ook ieders verbazing. Door Claud Wendrich is deze lezing gefilmd en op dvd gezet en daarop is het verschil duidelijk te horen. Deze reeds door velen gekochte bijzondere  dvd waar de M4 uitgebreid wordt besproken, is nog altijd te bestellen bij mij of bij het Amsterdams Philipsmuseum.

Omdat de variometer van dit toestel met twee beweegbare honingraat spoelen nogal grof is, heb ik extra met de antenne in serie een oude 250 cm variabele Murdock regelaar uit 1924 geplaatst om onder deze omstandigheden te proberen of dit toestel in staat zal zijn een station te laten horen. Met de hoofdtelefoon op en voorzichtig bewegen van de beweegbare spoel van de variometer en de terugkoppelspoel komt toch luid en duidelijk een station door. Wel veel last van handeffect maar toch gelukt. Dat ik vertel dat ik een station ontvang met een hoofdtelefoon moet door de aanwezigen voor kennisgeving aangenomen worden. Maar misschien wat overmoedig had ik toch  een klein Philips luidsprekertje meegenomen in een ronde metalen behuizing dat vroeger in autobussen werd gebruikt  Een type luidspreker zoals dat in de Philips Philetta 204U wordt gebruikt, met een ingebouwde uitgangstrafo en verwisselde die met de hoofdtelefoon.

Niet overdreven hard maar zelfs achterin het zaaltje was het goed te beluisteren. Toch weer verwonderlijk dat zo'n eenvoudig schema zo verrassend goed werkt.

Een voordeel is ook dat de lekweerstand goed ingesteld kan worden met de potentiometer van 400 ohm met een goed hoorbaar resultaat.

Daarbij de koppeling tussen beide lampen is met de hoogwaardige 1:5 Kórting transformator ook een waarborg voor kwaliteit en een goede versterking.

Ed Plevier heeft nog eens extra het toestel getest nu met de hoodtelefoon en zelfs meerdere stations weten te ontvangen.

Natuurlijk zijn onze bezoekers nieuwsgierig naar het inwendige van dit toestel. De bedrading is vrij stevig en zoals ook in de originele radios van Geuzendam zijn deze gesoldeerd. De firma gebruikte geen A410 lampen maar een A409 als detector en een B406 als eindbuis. De twee stuks A410 voldoen echter beter in dit ontwerp.

Het originele drielampsfabriekstoestel met de lampen A425, A425 en B406 dat op de dvd NSF M4 is te zien , daarvan had ik geen enkele aanwijzing van wat voor merk het zou zijn en waar gefabriceerd. Totdat ik in een jaargang uit 1926 van  het weekblad “Het Leven”  een artikel vond in het blad van 11 september, over het atelier van de firma Geuzendam in Zandvoort waarin deze toestellen werden geadverteerd. De firma gaf zelfs onbeperkte garantie!

Dit hier afgebeelde toestel heeft een jaar lang op een tentoonstelling gestaan in Bassingerhorn, compleet met een hoornluidspreker om de bezoeker een indruk te geven hoe in het jaar 1926 naar radio Huizen werd geluisterd.

Deze toestellen hadden 2 of 3  lampen. Alle gebouwd als lessenaarmodel uitgevoerd in eikenhout, achterzijde 90 mm hoog en voor 50 mm hoog. Een bovenplaat van eboniet ter grootte van 21 x 17 cm waarop alle onderdelen zijn bevestigd. De drielamps hebben weerstandkoppeling de tweelamps transformator koppeling.

Een complete bouwbeschrijving van de tweelamps is te verkrijgen bij de TC-NVHR.

Na de pauze is het Gyula Kiss die het woord overneemt. Natuurlijk allemaal benieuwd naar de derde formule om het aantal Henry's van een enkellaagsspoel te bereken. Gyula tekende dan ook op het bord een wat minder ingewikkelde berekening die in mm werd uitgewerkt en kwam met dezelfde gegevens uit op 8,8 µH.

Deze uitkomst is bijna gelijk aan de eerste twee berekeningen, die uitkwamen op 9,2 en 9 µH.  Nu maken die geringe verschillen niet zo veel uit. Als we de spoel zouden meten met een geijkte Henry-meter zal dat zeker niet overeenkomen met onze berekening. Wel nabij onze uitkomsten maar er komt meer kijken bij zo'n spoelberekening. Is de spatie wel gelijk, is de isolatiedikte meegerekend? Hebben we de doorsnede wel genomen vanuit het hart van de draad?  De spoel wordt echter in de meeste gevallen opgenomen in een afstemkring en dan kan met de variabele condensator toch de juiste frequentie gevonden worden. Een klein beetje er met de berekening naast zitten is dus niet zo erg.

Zijn verdere lezing ging over het afstemmen middels een verschuifbare ferrietstaaf in een spoel en hoe dat te berekenen. Als voorbeeld een eenvoudig ontvangertje speciaal ontworpen voor schoolkinderen.

Het meegenomen toestelletje was zelfs door een leerling voorzien van een geïmproviseerd handvat om het te kunnen dragen en hiermee er voor gezorgd dat het als een portable ontvanger kan worden gebruikt.

Het mag dan wel een heel simpel toestel zijn de uitleg over de afstembare spoel en de berekeningen besloegen het gehele bord.

Er komt nog heel wat bij kijken bij zo'n spoeltje met een ferrietstaaf, maar Gyula wist dat toch heel begrijpelijk uit te leggen. Ondanks het toch wel diepgaand technische verhaal werd er met aandacht geluisterd.

Na de lezing werd er nog lang na gesproken over deze wijze van afstemmen. Er werden diverse vragen gesteld over hetgeen dat deze avond werd besproken en onderlinge ervaringen uitgewisseld. Maar daarom heet het ook: Het radiocafé!

Piet van Schagen.