Guten Abend zusammen,
ich möchte eine Antenne im Bereich 10kHz bauen. In diesem Zusammenhang
suche ich einen geeigneten Ferritstab. Es gibt verschiedene Materialien,
welche für unterschiedliche Frequenzbereiche vorgesehen sind.
Soweit habe ich das verstanden: mit steigender Frequenz sinkt die
Permeabilität für das Material auf einen nicht akzeptablen Wert.
Jetzt zu meiner evtl. albernen Frage:
Warum gilt das in die andere Richtung (zu niedrigen Frequenzen) auch?
Viele (praktisch alle) Materialien sind mit einer unteren Grenze
spezifiziert: 0,01 MHz bis 10MHz.
Viele Grüße
Nach meinem Kenntnisstand sind die schwarzen Ferritstäbe für Frequenzen
bis ca. 2MHz geeignet, die grauen Stäbe für Frequenzen bis ca. 5MHz.
Ich vermute, die schwarzen Stäbe haben eine höhere Induktivität, also
muss man für tiefe Frequenzen nicht so viel wickeln.
Tipp: man kann auch mehrere Ferritstäbe bündeln, um Induktivität und
Flussdichte zu erhöhen. Höhere Flussdichte = Antenne ist empfindlicher
(glaube ich jedenfalls, dass die Flussdichte die entscheidende Größe
ist).
Danke für die Info, aber ist keine Antwort auf meine Frage: warum sind
die Materialien "von bis" und nicht "bis" zu einer Frequenz
spezifiziert. Wenn sich die Hersteller die Mühe machen - muss es doch
einen Grund geben.
michael_ schrieb:> Ferritstäbe wurden für Rundfunkgeräte hergestellt.> Der Frequenzbereich begann da bei 200KHz.> Mehr war nicht nötig.
DCF77 ist darunter, LW war es auch.
"Magnetismus" lebt von "Umladen", da wird halt der Wirkungsgrad immer
geringer je seltener das stattfindet.
Kurt
BUZ schrieb:> Viele (praktisch alle) Materialien sind mit einer unteren Grenze> spezifiziert: 0,01 MHz bis 10MHz.
10kHz könnte auch die Grenze der vorhandenen Meßgeräte sein.
Die Verluste müssen ja nicht zwangsläufig direkt gemessen werden,
sondern man kann sie bei extrem niedrigen Frequenzen auch über statische
Parameter wie etwa die Hysteresekurve und die Leitfähigkeit des
Materials ermitteln.
BUZ schrieb:> Warum gilt das in die andere Richtung (zu niedrigen Frequenzen) auch?> Viele (praktisch alle) Materialien sind mit einer unteren Grenze> spezifiziert: 0,01 MHz bis 10MHz.
Die obere Grenzfrequenz ist physikalisch bedingt durch Verluste. Die
untere Grenzfrequenz 'entsteht' durch den Hersteller: zur
Qualitätssicherung wird das Material (vermutlich stichprobenweise)
vermessen. Irgendwo muss diese Messung eine untere Grenzfrequenz haben,
die im Prinzip willkürlich ist. Natürlich kannst du deinen Ferrit auch
unterhalb dieser Frequenz betreiben, aber da dies nicht mehr im
spezifizierten Bereich liegt, wird dir der Hersteller da auch keine
Daten (mu_r, Verluste, ...) garantieren.
Anderes Beispiel: einige Koaxkabel (RG-58? bin nicht mehr sicher) sind
nur bis 3 GHz spezifiziert. Natürlich funktioniert das Kabel auch
oberhalb dieser Frequenz, aber der Hersteller garantiert nicht, dass da
die im Datenblatt angegebenen Verluste noch eingehalten werden.
Tobias P. schrieb:> Natürlich funktioniert das Kabel auch oberhalb dieser Frequenz, aber> der Hersteller garantiert nicht, dass da die im Datenblatt> angegebenen Verluste noch eingehalten werden.
Es kommt noch viel schlimmer: Oberhalb dieser Frequenz gibt der
Hersteller gar keine Verluste an, obwohl das Kabel dort bestimmt welche
hat ;-)
Vermutlich wird es auf dem nicht-militärischen Markt keine Ferritstäbe
geben, die absichtlich bei 10kHz spezifiziert sind. Machs wir wir
anderen, nimm einen für LW/MW und benutze ihn einfach. Das klappt mit
DCF77 und den alten Peilern für Zeilenfrequenz ja auch.
Genau!
Warum sollen die Verluste mit sinkender Frequenz steigen?
Das wäre widersinnig. Warum soll der Hersteller dort Verluste angeben,
wo keine Änderung mehr erfolgt.
Das gleiche Ferritmaterial wird ja auch für Topf- und EI-Kerne
verwendet, damit kann man LC-Kreise bis 10 Hz runter aufbauen. Darunter
werden die Windungszahlen zu groß und die Kupferverluste steigen. Ferrit
ist im gesamten NF-Bereich verwendbar, am oberen Ende als Zeilentrafo.
Auf einen (verlängerten und gestapelten) Ferritstab kann man mindestens
eine ganze Drahtrolle wickeln. Wurde von VLF-interessierten auch schon
gemacht.
Bei den niedrigen Frequenzen kann man sogar eine Eisenstange verwenden.
Gruß - Werner
Die untere Grenze könnte einfach des Bereich der Messgeräte sein. Viele
HF Messgeräte fangen irgendwo bei etwa 10 kHz an. Die Ferrite sollte
auch drunter noch gehen. So wesentlich sollte auch der Unterschied von
der Permeabilität nicht sein, denn die Geometrie setzt dem über den
Entmagentisierungsfaktor eine Grenze. Man braucht ggf. einfach die
Abmessungen und genügend Kupfer in der Wicklung.
Ggf. könnte noch eine mechanische Resonanz für eine unangenehme
Überraschung sorgen. Da ist dann ein geklebter Stab ggf. auch ein
Vorteil.
Christian K. schrieb:> Wenn ein Magnet daran hängen bleibt, geht er runter bis DC.
...und anschliessend wunderst du dich, weshalb die Induktivität nicht
stabil ist.
Von Ferritkernen (Topf- bzw. Trafo-Kerne) kenne ich, dass je höher die
Permeabilität ist, desto geringer die obere Grenzfrequenz ist. Die Kerne
mit sehr hoher Grenzfrequenz haben nur noch sehr kleine AL-Werte.
Eine untere Grenzfrequenz gibt es definitiv nicht. Es gibt nur
Materialien, die für tiefere bzw. höhere Frequenzen besser geeignet sind
als andere. Der Rest ist ein Kompromiss, je nach Anforderung. Mit wenig
AL brauchst du viele Windungen -> Kupferverluste. Mit viel AL hast du
viel Kernverlust.
Empfehlung, Siferrit:
http://sziget.mine.nu/~danko/aramkor/pdf/00310106.pdf
DZDZ
Vielen Dank für zahlreichen Antworten. Ich werde es mit einem MnZn-Stab
versuchen.
In einem TDK Datenblatt 1 habe ich mehrere Diagramme gefunden, welche
die Permeabilität in Abhängigkeit zur Frequenz zeigen. Alle Diagramme
beginnen bei 1kHz und zeigen bis zu einem bestimmten Punkt
(Materialabhängig) nahezu eine Gerade. Dies passt sehr gut zu den oben
gemachten Antworten.
1https://product.tdk.com/info/en/catalog/datasheets/ferrite_mn-zn_material_characteristics_en.pdf
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