Verslagen Radiocafé

Verslag 1 december: Spoel, condensator en isochronisme. De Telefonica.

Deze avond stond op het programma een lezing door John Hupse, maar zoals gewoonlijk werd er eerst om de stemming er in te brengen een korte verhandeling gehouden over het isochronisme van de slinger, ontdekt door Galileï in 1583. We staan er niet bij stil, maar het is toch een belangrijk gegeven in de huidige radiotechniek. Iedereen die wel eens een schommel in beweging heeft gebracht zal bemerkt hebben dat ondanks de uitslag van de schommel het aanduwen in hetzelfde ritme plaats vindt. Het gewicht van het kind heeft geen enkele invloed op de tijdsduur van de beweging of deze een grote of kleine uitslag maakt.

Hoe groot de schommeling ook is, de heen en weer gaande tijd blijft gelijk. Het is te vergelijken met een spoel en condensator die in resonantie zijn. Ook dan, als we de amplitude vergroten of verkleinen blijft de frequentie hetzelfde. We noemen dit dan ook wel een slingerkring. Alleen onze schommel doorloopt maar een halve sinus. De tijd van de heen en weer gaande beweging is eenvoudig te berekenen met de formule t = π √ l / g waarin l = de lengte van de slinger en g de gravitatie ofwel de versnelling van de zwaartekracht die in onze regio 981 bedraagt. Christiaan Huygens heeft hieruit rond 1650 het slingeruurwerk geconstrueerd. Voorbeeld de Friese klok met een slinger van 98 cm maakt als we dat uitrekenen 98 : 981 = 0.1. De wortel hieruit is 0,316 dat maal π = 1 seconde. De slinger zwaait heen en weer in een seconde en tikt hiermee de secondes weg.

Waarom nu deze uitleg over de slinger zal men zich afvragen? Het is in verband met de voorgaande lezing over Giovanni Giorgi en zijn zeven basiseenheden, waar heb ik dat trouwens meer gehoord? Ook via Galileï kunnen we de ons bekende formule van Thomson samenstellen. Als wij de slinger door laten slaan zodat deze een cirkel beschrijft dan moeten we de slingerwet met 2 vermenigvuldigen en wordt het voor het wortel teken dus 2π. Onder het wortel teken staat l gedeeld door g en die g klopt nu niet meer omdat we nu ook omhoog gaan. Volgens Newton kunnen we aannemen dat de lengte van de slinger dan gelijk is aan aanvangssnelheid in het kwadraat gedeeld door 2g. Hieruit, volgens de aanwezigen met veel gegoochel, een hoge hoed en enige vraagtekens, kan na veel gereken de condensator van de trillingskring geschreven worden als c kwadraat onder het wortelteken. We verkrijgen dan t = 2π √L.C de frequentie wordt dan 1/t en zijn we weer bij de Thomson formule.

De vraag; of het een seriekring betreft als we het hebben over een slingerkring? Dan is het antwoord, het geldt voor beiden als deze in resonantie zijn en een parallelkring is in feite een kort gesloten seriekring. Misschien wat ingewikkeld maar radiotechniek is dan ook grotendeels natuurkunde.

John begon zijn lezing met een wel heel bijzondere lamp, de Dynatron van Albert W Hull uit 1918. De Dynatron heeft drie elektroden, de gloeidraad, een geperforeerde anode en daarboven nog een anode of plaat. Door de anode een lager potentionaal te geven dan de geperforeerde anode, zal de elektronenstroom die de anode bereikt hieruit elektronen uitstoten, wat secundaire emissie wordt genoemd. Deze elektronen keren weer terug naar de van een hoger potentiaal voorziene geperforeerde anode. Daar stroom en spanning nu tegengesteld zijn, gedraagt de lamp zich als een negatieve weerstand.

Een spoel aangesloten in serie met de anode zal totaal ontdempt zijn en spontaan gaan oscilleren. Het is dus mogelijk een dergelijke lamp te gebruiken voor een zendinrichting. Zo'n oude Dynatron is niet meer te vinden, maar in 1923 ziet de dubbelroosterlamp het licht. Het zijn Numans en Roosenstein die met hun negadyne schakeling het zelfde effect bereiken. De bekende A441 is nu niet meer zo ruim voor handen, maar elke tetrode of pentode is wel zo te schakelen dat deze bijna de zelfde eigenschap verkrijgt. Meer informatie over deze schakeling is te vinden in het caféverslag van 5 mei 2009. De pentode die we willen gebruiken moet dan wel een naar buiten uitgevoerd vangrooster hebben.

Hier van uitgaande viste John in het donker thuis op zolder een willekeurige lamp uit een doos. Eenmaal in het licht bleek het een rode EF50 te zijn die geschikt bleek voor een experiment. De meest simpele zender die maar te bedenken is. De hele set bestaat uit een omgekeerd aangesloten uitgangstrafo voor de modulatie.

De EF50 en een afstemcondensator. Daarbij de benodigde voeding voor gloeidraadspanning en de anodespanning. Dat alles gemonteerd op een plaatje geïmpregneerd klankhout. Een raamantenne dient tegelijk als spoel en is dus extern aangesloten. Begrijpelijk dat dit met ongeloof werd bekeken en gedacht werd, dat John ook de goocheldoos voor den dag had gehaald. Dit kan toch absoluut niet werken!

Maar John sloot daarop aan een platenspeler met ingebouwde versterker voor de modulatie en zette het geheel in werking. Met een draagbare radio werd het signaal duidelijk en onvervormd ontvangen en zelfs op een heel behoorlijke afstand. Ook met het omschakelen van het raam naar lange golf bleef de werking gelijk . Met de ontvanger kon ook op de lange golf het signaal goed ontvangen worden. Met slechts drie onderdelen plus raamantenne een complete volwassen zender.

De tekening op de foto laat zien dat de buis is geschakeld als een namaak ruimteladingslamp. Het stuurrooster moet dan met de kathode verbonden worden. Een A441 is een triode waarbij tussen het rooster en gloeidraad nog een nauw om de gloeidraad gewikkeld rooster is aangebracht. Dit rooster is niet te gebruiken om een signaal in te sturen en heeft geen zin omdat de roosterruimte vrij klein is. De lamp is dus niet als een tetrode te gebruiken. Het eerste rooster dient alleen om een elektronenwolk te veroorzaken en wordt ook aangelegd op een positieve spanning, Hierdoor kan de lamp op een lage anode spanning werken. In oude boeken wordt het ruimteladingsrooster door zelf knutselende radioluisteraars ook wel voorrooster genoemd. Maar dan zou er ook een achterrooster moeten zijn.

Natuurlijk een vraag van een der aanwezige leden of er niet veel harmonischen zijn op de band. Nee dat viel mee, de eerst nabij gemeten harmonische op de band had een gemeten een verzwakking van -42 dB. Vrijwel te verwaarlozen dus. John verraste ons behoorlijk met dit ludieke zendertje dat zeker niet onder doet voor de grotere en van meer componenten voorziene broeders. Een leuk toestelletje om na te bouwen, alleen waar vind je tegenwoordig nog klankhout?

De meegebrachte draagbare Tsjechische Telegrafia radio werkt ook volgens het Numans Roosenstein principe maar nu als ontvanger. Ook hier ontstaat door ontdemping van de spoel een grote amplitude die dan ook nog versterkt wordt. Een eenpitstoestelletje leuk van opzet. Onderin een rij platte zaklantaarn batterijen waarvan twee parallel voor de voeding en vier stuks in serie voor de benodigde anodespanning. Hiermee is ook de afmeting van het toestel af te lezen. Ook in dit toestel is de spoel een raamantenne die echter in het kastje is weggewerkt. Hoofdtelefoonontvangst en bedoeld als vakantieradio. Werkelijk een lief toestelletje om te zien.

Het was weer een leuke onderhoudende lezing die John had samengesteld. De avond vloog om, maar toch tijd om wat na te praten. Het valt mij op dat de laatste tijd veel zendamateurs weer overgaan tot leuke zelfbouw apparaten en waar dan ook nog verbindingen mee worden gemaakt. Zoals Geert Paulides met zijn één transistor setje van 0,05 watt en een sleutel gemaakt van een paperclip. Nu hoeft het niet zo extreem te zijn maar toch beter dan het aanschaffen van complete dure apparatuur waarmee men, met het aansluiten van een antenne en een stekker in het stopcontact, de meest afgelegen verbindingen zonder inspanning kan maken. Tenminste als men wijs kan worden uit de vele knoppen en schakelaars. Men noemt deze leden dan ook 'cent-amateurs'.

Tekst: Piet van Schagen
Foto's: Klaas Jellema