Tråddimension i en talspole

[solhaga]

Försöker dimensionera en okonventionell spole och behöver veta vilka tråddimensioner som är vanliga i till exempel baselement.
Då mest med avseende på effekttålighet. Elementen kommer att behöva tåla 55 W över 8 ohm.

[IngOehman]

Om du skall dimensionera en okonventionell talspole så behöver du väl inte veta hur en konventionell talspoles
tråd dimensioneras?

Det man behöver veta när man dimensionerar en talspole (konventionell eller okonventionell) är hur ALLTING som
har med saken att göra, fungerar. Och egentligen handlar det inte så mycket om att kunna fakta.

Du behöver i mycket högre grad förstå saker än att kunna saker.

Förstår du vad jag menar?

- - -

Om man förstår så förstår man även att man inte kan säga något om hur en talspole skall dimensioneras utan att
veta mycket mera än det du hittills berättat. Effekttåligheten är dessutom beroende av väldigt mycket mera än
talspoletrådens diameter.

- - - - -

Men börja så här:

1. Utgå ifrån det material du tänker använda i tråden, jag gissar koppar eller aluminium? Detta har elektriska
egenskaper som gör att du genom att veta hur lång tråden kommer att bli, kan räkna ut vilken tjocklek tråden
behöver ha för att nå en viss impedans.

2. Tänk igenom alla andra faktorer, t ex hur mycket talspolen för väga och hur stor kraftfaktor den behöver få
med det magnetsystem du tänkt använda. Alla dessa faktorer påverkar t ex hur många lager talspolen kan eller
behöver få för att tillgodose de krav du har.

3. Beroende på vilka egenskaper talspolen skall ha, vilka du utgår ifrån, behöver du sätta upp en ekvation för
talspolen som medger dig att välja rätt tråd. Antingen gör du det väldigt enkelt för dig och itererar dig fram,
eller också sätter du upp en komplett ekvation för allt, där t ex faktorn att en grövre tråd ger färre varv, vilket
gör att impedansen för en givet talspolelängd inte sjunker (ledningsförmågan ökar) med kvadraten på diametern
(som den gör för en fri tråd) utan som funktion av diametern upphöjt i tre.


Exempel: Du kommer, efter att ta tänkt igenom punkt 2 och 3 noga, och ha räknat lika noga, fram till att du
skall göra talspolen med koppartråd och fyrlagers. Talspolelängden är 20 mm, diametern är 50 mm.

Den elektriska ledningsförmågan hos koppar är vid 20 grader celsius 59,6 MS/m, vilket även kan skrivas 16,78
nΩm. Anger man det vid 26,85 grader (300K), vilket är populärt, så blir det lite högre, typ drygt 17,2 nΩm. Det
är alltså inte så noga vilket kan räknar på som koppars viloresistivitet för vi vet ju inte hur varmt det är i varje
rum, vi kan säga 17 nΩm.

Men man bör vara medveten om att en talspoles impedans blir avsevärt högre när temperaturen stiger. Så även
om man lyckas göra en talspole som ärkapabel att, genom temperaturmässigt tuffa material, klara en given
ineffekt utan att gå sönder, så betyder det inte att det ger en tillräckligt god musikåtergivning.

Effektkompressionen kan vara mycket störande.

Jo en sak till skall man ju nämna, parametern har enheten till nΩm, men någon tycker kanske att det skall vara
ett mått som slutar på /m (per meter) då en dubbelt så lång tråd ju har dubbla resistansen. Men även arean är
ju ett mått som inkluderar enheten meter, det vill säga kvadratmeter. Och det blir inte "per", för ju större area
desto lägre resistans för man ju. Förenklar man inte så blir enheten nΩm^2/m. Alltså nanoohmkvadratmeter per
meter.

Men det sagt så får en tråd med en diameter om 0,4 mm en längdberoende resistans om 17 nΩm/(0,0004^2*
*pi/4) = 0,13528 ohm/m.

Varje varv på talspolen är 0,05*pi meter långt, och om lacken bygger 0,1 mm så får man för varje lager 40 varv,
vilket med fyra lager ger 160 varv, vilket ger en längd om 8 pi meter. Alltså 3,4 ohm, vilken är en normal talspole-
resistans för ett element med en nominell impedans om 4 ohm.


Vh, iö

- - - - -

PS. Allt det ovanstående med reservation för att jag kan ha räknat fel. Jag pratar liksom i telefon och lagar mat
samtidigt.

[solhaga]

en tråd med en diameter om 0,4 mm

Det blir alldeles förträffligt, tack!

[IngOehman]

Ehhh... okej.

Hoppas du är med på att 0,16 mm är en lika normal diameter, liksom 1 mm. Det beror på. Det skiljer >6 ggr. Väljer man fel en sådan faktor (det
vill säga om det borde ha varit 0,16 mm men man väljer 1 mm) så riskerar man att få problem. Det som kanske skulle bli 4 ohm kan bli 40 gånger
för lite, eller för mycket. Alltså 0,1 ohm eller 160 ohm.

Hade jag valt andra startvillkår så skulle det kunnat bli 0,16 mm, eller 1 mm som jag skrivit i in lägget! Är du med på detta?

Att mitt exempel "råkade" bli just 4 ohm nominellt var ingen slump. Det beror på att jag gjorde ett överslag i huvudet, baserat på det specifika
exemplet. Det berodde inte på att det är så okritiskt att det brukar bli ungefär rätt om man väljer 0,4 mm-tråd.


Vh, iö

[solhaga]

Ja, det är kanske lite kryptiskt. Din input var en knuff eftersom jag velade mellan AWG28 eller 30, men just AWG26 (0,4 mm) visade sig vara perfekt för talspolen jag designar, alla mina designkriterier uppfylldes.

För mer information om dessa får jag hänvisa till en nystartad tråd på diyaudio samt en några veckor gammal på hififorum.nu, den senare aning ofokuserad i början.
Det blir lite jobbigt att dra allt på tre forum...

[IngOehman]

Jamen då får du väl skriva bara här då!

Jag är glad att du tycker du fick en puff och hjälp att välja tråddiameter, men det vore intressant om du har lust att redovisa HUR du räknade för att
kunna fram till att just 0,4 mm blir lagom? (Bara för protokollet - jag föreslog inte 0,4 mm, det vara bara ett exempel på var man kan hamna, närmare
bestämt vad man hamnar i just det exempel JAG skissade, som ju är en helt annan konstruktion än din.)

Inte för att jag misstror dig, men att du ställde frågan får mig att tänka att du kanske inte känner dig superdupersäker på dessa saker. Då kan det vara
bra om du berättar hur du räknat, så kan du få hjälp här att få beräkningen granskad. Om du vill alltså.


Vh, iö

[solhaga]

Eftersom dessa inte är konventionella element utan delar av ett (pseudo-) AMT-dragspel, har jag antagit att de traditionella TS-parametrarna inte är tillämpliga.
Antalet element per slutsteg samt parallell- och/eller seriekoppling är också en frihetsgrader innebärande att allt från 1 ohm till 64 ohm skulle vara ok.

Mina kriterier var istället ett hyfsat Bl där B ligger på 0,93 T innebärande minst 20 varv som kriterie samt den reserverade platsen i talspoleformen för talspolen som då ger tråden dess diameter ihop med antalet varv.

Så jag behövde något att ta fasta på för att kunna fastställa det ovanstående, ett frö.

Effektförlusterna kan vara svårt att ha koll på eftersom olika konventionell element har olika förluster och kylning.
Så frågan var bara, vad brukar det vara.
Givet att min talspoles kylning inte skulle vara så effektiv men också att effekten inte behöver vara så stor gav mig överslagsmässigt att jag skulle kunna välja något nominellt värde.

Valet var länge mellan AWG28 och AWG30 som verkar vara "vanliga" värden.
Men dessa dimensioner gav inte önskat resultat, eller rättare sagt, inte tillräckligt bra.
I det läget rådfrågade jag bland andra detta forum.

Med AWG26 får jag med 28 varv om 92 cm 8 ohm samt ett Bl (tråden går endast 80 cm i flödet) på 21 Tm. Skulle jag inte få plats med så många varv, så är ner till 20 varv ingen katastrof.

[IngOehman]

Njae... 28*0,92 meter av AWG26 i koppar ger inte 8 ohm, det ger vid 20 graders temperatur
bara sisådär 0,137 ohm per meter, det vill säga runt 3,5 ohm i ditt fall.

Hur räknade du?

Eller menar du med aluminiumtråd?


Vh, iö

[solhaga]

Ha ha, använde en lathund på nätet. Som tydligen då har fel på Javascriptet eftersom värdet för aluminium alltid används trots att koppar är valt.
Tänk om det hade gällt något viktigt såsom råd inför EU-valet.

Tack för påpekandet, IngOehman. Får dock fundera om detta egentligen ändrar mitt val, grövre tråd kan ju vara trickigare att linda samt att 56 varv är många varv.
Det kan vara så att 28 varv AWG26 ändå är okej.

[IngOehman]

Det är väl inte säkert att du behöver linda flera varv bara för att du använder en tunnare
tråd heller. I valet borde du involvera många flera faktorer, som kanske t ex hur mycket
det rörliga systemet får väga.

- - -

I övrigt säger jag bara:

Lita aldrig på tumregler, på majoriteten eller på någon auktoritet - och nu måste jag även
lägga till; lite aldrig på datorer och deras program - ALLA simuleringsprogram inkluderade.
Det betyder inte att de alla räknar fel, men det betyder att det är klokt att räkna med att
det kan vara så att de gör det.

Så - lita bara på det som du själv behärskar och har förstått till 100 %.

Förstått det, det har man som regel gjort först när man verkligen "ser att man ser allt", det
vill säga allt det som har med sammanhanget att göra.

Så länge man undrar över hur vissa anknutna saker fungerar, alltså som har anknytning till
det som man pysslar med, så kan man inte lita på att det man tror sig ha förstått är riktigt
uppfattat.


Vh, iö

[solhaga]

Det är väl inte säkert att du behöver linda flera varv bara för att du använder en tunnare
tråd heller. I valet borde du involvera många flera faktorer, som kanske t ex hur mycket
det rörliga systemet får väga.

Ja, vikten av det rörliga systemet är en sak som gör att jag inte vill öka antalet varv AWG26 eftersom det kommer att påverka upphängningen negativt.
Förutsatt att effekten klaras, skulle dock AWG28 eller rent av AWG30 kunna användas med samma varvtal; bara för att få ned vikten från lindningen från 30 gram till 18 respektive 13 gram.
(Räknar lite mer på detta i morgon)

Lita på datorer och auktoriteter? Självfallet normalt inte, men lättjan har sitt pris.

[paa]

Effekttåligheten begränsas till stor del av limmets temperaturbeständighet, men även bobinens material och dess infästning i konen, och om konen är gjord i ett termoplastmaterial så kan även detta begränsa hur varmt det får bli.

[solhaga]

bara för att få ned vikten från lindningen från 30 gram till 18 respektive 13 gram.

Jag lägger hellre den vikten på förstyving av membranet, till exempel en 5 mm EPS-skiva, för att motverka uppbrytning.

Effekttåligheten begränsas till stor del av limmets temperaturbeständighet, men även bobinens material och dess infästning i konen, och om konen är gjord i ett termoplastmaterial så kan även detta begränsa hur varmt det får bli.

Spolstommen är i ABS-plast gjord av en 3D-skrivare, konen är här spinnakerduk på en polyesterfilm med polyesterfilmen närmast spolstommen. Men det är mest för syn skull.
ABS-plasten tål inte så många grader över hundra (smältpunkt 170) utan att börja svettas. Polyesterfilmen är dock avsedd för transformatorlindningsisolation men har "thermosetting"-lim vid 170 grader.
Det material som klarar sig bäst här är väl spinnakerduken.

Infästning/lim membran/spolstomme är än så länge ett oskrivet kapitel.

[solhaga]

Det blev AWG30, tråddiameter 0,25 mm.
Det valet ger mig flest valmöjligheter.

[IngOehman]

Spännande projekt. Du håller oss väl uppdaterade?


Vh, iö

[solhaga]

Spännande projekt. Du håller oss väl uppdaterade?
Vh, iö

Japp, jag lydde ditt råd och startade en byggtråd även på detta forum: Pseudo Bas-AMT
Feedback kan man aldrig få för mycket utav!