Gateway to Ham Radio (old Malayalam article) chapter - 15

അദ്ധ്യായം 15 - റ്റൊറോയിഡുകൾ,

ഒരു ട്രാൻസ് ഫോർമറിനെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ഉപയോഗിക്കുന്ന കോറെന്തായിരുന്നാലും തത്ത്വങ്ങളെല്ലാം ബാധകമായിരിക്കും. മികച്ച ട്രാൻസ് ഫോർമറുകളുണ്ടാക്കാൻ ഫെറോമാഗ്നറ്റിക് കോറുകളിന്നു വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. ഫെറൈറ്റ് റോഡുകളും, സ്ലഗ്ഗുകളും, ബീഡുകളും, റ്റൊറോയിഡുകളുമൊക്കെ ഈ ഗണത്തിൽ പെടുന്നു. കുറഞ്ഞ എണ്ണം ചുറ്റുകൾക്കൊണ്ട് കൂടുതൽ ഇൻഡക്റ്റൻസ് എന്നു മാത്രമല്ല, ഏതു ഫ്രീക്വൻസി റേഞ്ചിനും അനുയോജ്യമായ പ്രത്യേകം പ്രത്യേകം കോറുകൾ നിർമ്മിക്കാനാവുമെന്നതും പവ്വർ ഫ്രീക്വൻസി മുതൽ ഗിഗാഹെർട്സ് വരെ ഇവയുപയോഗിക്കാൻ കഴിയുമെന്നതും ശ്രദ്ധേയമായ സവിശേഷതകളാണ്.  റ്റൊറോയിഡുകളുടെ സെൽഫ് ഷീൽഡിംഗ് സ്വഭാവം RF സർക്യുട്ടുകളിൽ ട്രാൻസ് ഫോർമറുകൾ ചേർത്തു വെക്കാൻപോലും അനുവദിക്കുന്നു. റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി സർക്യൂട്ടുകളിൽ ഉദ്ദേശിക്കുന്ന 'Q' ലഭിക്കാൻ ഇത്തരം കോറുകളെ ആശ്രയിക്കേണ്ടി വരും.

മൊട്ടുസൂചിയുടെ തലയുടത്ര മുതൽ ഏതാനും ഇഞ്ചുകൾ വരെ ഡയമീറ്ററുള്ള റ്റൊറോയിഡുകൾ ലഭ്യമാണ്. ക്രിസ്റ്റൽ ഫിൽട്ടറുകൾക്കുള്ളിലും മറ്റും സമ്പൂർണ്ണ ഷീൽഡിംഗുള്ള 'പോട്ട് കോർ' ആണുപയോഗിക്കുന്നത്. കോറിന്റെ പുറം പ്രതലം വയന്റിങ് ഉപയോഗിക്കുന്ന  'കപ്പ്  കോർ' സംവിധാനങ്ങളും ഫെറോമാഗ്നറ്റിക് വസ്തുക്കൾക്കൊണ്ട് നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടവയാണ്. റ്റൊറോയിഡുകൾ 'പൗഡേർഡ് അയൺ' വിഭാഗത്തിലും 'ഫെറൈറ്റ്' വിഭാഗത്തിലും ലഭ്യമാണ്. ഒരു കോറിനെ റ്റൊറോയിഡ് എന്നു വിളിക്കുന്നത് കോറിന്റെ ആകൃതിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ്. 'പൗഡേർഡ് അയൺ' കോറുകൾ carbonyl iron, hydrogen reduced iron എന്നീ വിഭാഗങ്ങളിലുണ്ട്. ഫെറൈറ്റ് കോറുകളാണെങ്കിൽ Nickel zinc വിഭാഗത്തിലും Manganeese Zink വിഭാഗത്തിലുമുണ്ട്. റ്റൊറോയിഡുകൾ ഇതിൽ ഏതടിസ്ഥാന വസ്തുകൊണ്ടോ വസ്തുക്കൾ കൊണ്ടോ ആണു നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് എന്നതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഇൻഡക്റ്ററിന്റെ 'Q', സ്റ്റബിലിറ്റി, ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഫ്രീക്വൻസി തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങളിൽ വ്യത്യാസം വരും. കോറിന്റെ ഈ വ്യത്യാസം മിക്സ് നംബർ ഉപയോഗിച്ചാണു തിരിച്ചറിയുന്നത്. ഒരു കോറിന്റെ ക്രോസ്സ് സെക്ഷണൽ ഏറിയാ നിശ്ചയിക്കുന്നത് load saturation നെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണെന്നും ശ്രദ്ധിക്കുമല്ലൊ. വിവിധ മിക്സ് നംബറുകളും അവയുടെ പ്രത്യേകതകളും ചിത്രം C-15/2 ൽ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. 

റ്റൊറോയിഡുകളുടെ മിക്സ് നംബർ റ്റൊറോയിഡിൽ തന്നെ നിറങ്ങൾ കൊണ്ടും രേഖപ്പെടുത്താറുണ്ട്. ചാർട്ട് C-15/1 ശ്രദ്ധിക്കുക.

C-15/1			Mix No 6	Yellow
Mix No 1	Blue		Mix No. 10	Black
Mix No 2	Red		Mix No. 12	Green and White
Mix No 3	Grey		Mix No. 15	Red and White

റ്റൊറോയിഡൂകളുടേ കോഡ് നാമം അപഗ്രഥിച്ചാൽ നിർമ്മാണത്തിനുപയോഗിച്ച വസ്തു, മിക്സ് നംബർ, വലിപ്പം ഇത്രയും കാര്യങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കാം. 'T' പൗഡർ അയണിനേയു 'FT' or 'TF' ഫെറൈറ്റ് വിഭാഗത്തേയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. രണ്ടാമതു കാണിച്ചിരിക്കുന്ന സംഖ്യ, റ്റൊറോയിഡിന്റെ വലിപ്പത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അന്തർദ്ദേശീയ നിലവാരത്തിൽ 50 എന്നുദ്ദേശിക്കുന്നത് 50/100 (Outer Diameter) ഇഞ്ചിനെയാണ്. മൂന്നാമതു നംബർ മിക്സ് നംബറുമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്  T-50-2 വളരെ സാധാരണയായി RF സർക്യുട്ടുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ്. 

C-15/2                           Powdered Iron
Mix No	Material	Relative Permea-bility μr	Handling Frequency	Remarks
0		1	Up to 200Mhz	Inductance varies with the method of winding
1	Carbonyl C	20	50Khz – 500 Khz	Higher volume resistivity
2	Carbonyl E	10	1Mhz – 30 Mhz	Good Q and  higher volume resistivity
3	Carbonyl HP	35	500Khz -5000Khz	Good Q and stability
6	Carbonyl SF	8	20Mhz -30Mhz	Higher Q
10	Type W Power Iron	6	40Mhz -100Mhz	High stability and good Q
12	Synthetic  Oxide	3	50Mhz – 100Mhz	Good Q, moderate stability
15	Carbonyl Gs 6	25	1Mhz – 2 Mhz	Excellent Q and stability – used in VLF
Ferrite
33	MZ	850	IKhz – 1Mhz	Low volume resistivity used for loopstick antenna rods
43	NZ	850	To 50 Mhz	High attenuation for 30Mhz to 400Mhz. used for MW inductors
61	NZ	125	2Mhz -15Mhz	Moderate temp. stability; used in wideband transformers
63	NZ	40	15Mhz – 25Mhz	Low permeability and high volume resistivity
67	NZ	40	10Mhz – 80Mhz	High flux – used for wide band transformers up to 200Mhz
68	NZ	20	80Mhz-180Mhz	Excellent temp. stability, High Q, High vol. resistivity

പക്ഷേ, എല്ലാ നിർമ്മാതാക്കളും ഇതേ രീതിയിലുള്ള കോഡിംഗല്ല അനുവർത്തിക്കുന്നത്. റ്റൊറോയിഡിന്റെ പ്രത്യേകതകൾ സൂചിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന അടയാളങ്ങളും അതിന്റെ വിശദീകരണവും ചിത്രം C-15/3 യിൽ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. 

ഒരു റ്റൊറോയിഡിൽ ഒരു നിശ്ചിത ഇൻഡക്റ്റൻസുള്ള കോയിൽ വയന്റ് ചെയ്യുവാൻ ആദ്യം അതിന്റെ AL വാല്യു എന്താണെന്നറിയണം. കോറിന്റെ പെർമിയബിലിറ്റിയും വലുപ്പവുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തിയുള്ള Inductace Index ആണ് AL വാല്യുവെന്നതുകൊണ്ടുദ്ദേശിക്കുന്നത്. ഇതും നിർമ്മാതാക്കൾ ഡേറ്റായിൽ തന്നിരിക്കും. ഏതാനും ഉദാഹരണങ്ങൾ ചിത്രം C-15/4 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇത് 1000 ചുറ്റുകൾക്ക് അല്ലെങ്കിൽ 100 ചുറ്റുകൾക്ക് എത്ര μh അല്ലെങ്കിൽ mh  എന്ന രീതിയിലായിരിക്കും കാണിച്ചിരിക്കുന്നത്. 

C-15/3
μ	Permeability	Ie	Effective magnetic path
μ 1	Initial  Permeability	Ve	Effective magnetic volume
μr	Relative Permeability	Ae	Surface area exposed for cooling
OD	Outer Diameter	Idc	d.c current
Hor Hgt	Height in inches	Erms	Applied voltage
AW	Window area	Np	No. of core turns
Ae	Effective magnetic cross sectional area	f	Operating frequency
		Bop	Flex density

ഇവിടെ 100 ചുറ്റുകൾക്കുണ്ടാവുന്ന ഇൻഡക്റ്റൻസ് μhൽ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. ഒരു പ്രത്യേക നിർമ്മാതാവിന്റെ പ്രോഡക്റ്റ് വിശദാംശങ്ങളാണിത്. ഇനി, വേണ്ട ചുറ്റുകളുടേ എണ്ണം മനസ്സിലാക്കാൻ T=1000√Lmh+AL or T100 =√Lμh+AL എന്ന ഫോർമുലാ ഉപയോഗിക്കാം. ചുറ്റുകളുടേ എണ്ണം മനസ്സിലാക്കിയാൽ ആ നിശ്ചിത റ്റൊറോയിഡിൽ ഏതു ഗേജിലുള്ള  വയർ വേണ്ടി വരുമെന്നു കാണണം. ഇക്കാര്യത്തിലും ചാർട്ടുകൾ സഹായത്തിനുണ്ടാവും. ഒരു സാമ്പിൾ ചാർട്ട് ചിത്രം C-15/5 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 

C-15/4
Material	Mix  No 2	Mix  No 6	Mix  No 10
T-80	55	45	32
T-68	57	47	32
T-50	49	40	31
T-44	52	42	33
T-30	43	36	25
T-20	27	22	16

റ്റൊറോയിഡുകൾ ഉപയോഗിച്ചുട്രാൻഫോർമറുകളുണ്ടാക്കുമ്പോൾ ബ്രോഡ് ബാന്റിനും നാരോ ബാന്റിനും പ്രത്യേകം മിക്സുകളുണ്ടെന്നതും ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ബ്രോഡ്ബാന്റ് ട്രാൻഫോർമറുകളും RF Choke കളും നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ സർക്യൂട്ടിൽ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന ഇമ്പിഡൻസിനേക്കാൾ നാലിരട്ടിയായിരിക്കണം ഇൻഡക്റ്റീവ് റിയാക്റ്റൻസ്. 

C-15/5  Toroid Size (Outer Diameter)
Wire Gauge	68”	5”	.37”	.25”
20	29	23	14	6
22	38	30	19	9
24	49	39	25	13
26	63	50	33	17
28	80	64	42	23
30	101	81	54	29
32	127	103	68	38

സാധാരണ ട്രാൻസ് ഫോർമറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്ഥമായി ബൈഫിലർ ട്രൈഫിലർ രീതിയിലുള്ള ചുറ്റുകൾ ഫെറോമാഗ്നറ്റിക് കോറുകളിൽ സാധാരണയാണ്. ഇത്തരം ട്രാൻസ് ഫോർമറുകളെ ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈൻ ട്രാൻസ് ഫോർമേഴ്സ് എന്നു വിളിക്കുന്നു. സാധാരണ വയന്റിങ് ആണെങ്കിൽ പോലും spaced winding ഉം distributed winding ഉം ഉണ്ട്. ഓരോ ചുറ്റുകളും തമ്മിൽ ഒരു നിശ്ചിത അകലം ഉണ്ടായിരിക്കുന്നതും വയന്റിങ് തുടങ്ങുന്ന പോയിന്റും അവസാനിക്കുന്ന പോയിന്റും തമ്മിൽ 30 ഡിഗ്രി അകലം ഉണ്ടായിരിക്കുന്നതും വയന്റിങുകൾ തമ്മിലുള്ള stray capacitance പരമാവധി കുറഞ്ഞിരിക്കാൻ സഹായിക്കും. ചുറ്റുകളുടെ ഇടയിലുള്ള parasitic capacitance (stray capacitance) മിനിമം ആണെന്ന നിഗമനത്തിലാണ് AL വാല്യു നിജപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്. ബ്രോഡ്ബാന്റ് ട്രാൻസ് ഫോർമറുകളിൽ റ്റൊറോയിഡിന്റെ മുഴുവൻ ഭാഗവും ഉപയോഗിച്ചുള്ള  വയന്റിങ് കോൾഡ് എന്റിനൊടു (ground) ചേർന്നിരിക്കുന്നതും നല്ലതാണ്. റ്റോറോയിഡിന്റെ എഡ്ജുകൾ ഷാർപ്പായിരുന്നാൽ ഇൻസുലേറ്റർകൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞ ശേഷം വയന്റ് ചെയ്യുന്നതാണു നല്ലത്. ചിലപ്പോൾ ഒന്നിൽക്കൂടുതൽ റ്റൊറോയിഡുകൾ ഒരു കോയിൽ ഉണ്ടാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. ഫെറൈറ്റ് ബീഡുകളും ഇങ്ങിനെ ഒന്നിനോടൊന്നു ചേർത്തു വെക്കാറുണ്ട്. ഒരു റ്റൊറോയിഡ് വാങ്ങുമ്പോൾ തരം താഴ്ന്നതോ ഗുണനിലവാരം ഉറപ്പില്ലാത്തതോ ആയവ വാങ്ങാതിരിക്കുകയാണുചിതം. അത്തരം സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഒരു റ്റൊറോയിഡ് അതേ കോഡ് നംബറിലുള്ള മറ്റൊന്നുമായി മൈക്രോ അളവിൽ വ്യത്യാസം വന്നേക്കാമെന്നു മാത്രമല്ല, സർക്യുട്ട് പ്രശ്നങ്ങൾക്കും കാരണമാകും. അമിഡോൺ പോലുള്ള കമ്പനികളുടെ നിലവാരമുള്ള റ്റൊറോയിഡുകൾ ഭാരതത്തിൽ ലഭ്യമാണ്. പലപ്രശസ്ഥ സർക്യുട്ടുകളിലും  അവ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. 

ബൈഫിലർ ട്രാൻഫോർമറുകൾ നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ രണ്ടു കമ്പികൾ ചേർത്തുപിടിച്ച് ഒരുമിച്ചു വേണം വയന്റിങ് നടത്താൻ. ട്രൈഫിലറിൽ രണ്ടു കമ്പികൾക്കു പകരം മൂന്നു കമ്പികളായിരിക്കും എന്ന വ്യത്യാസമുണ്ട്. RF സർക്യുട്ടുകളിൽ ഇത്രയേറെ സവിശേഷതകൾ നൽകുന്ന റ്റൊറോയിഡുകൾ ഒരു മികച്ച ഹോംബ്രൂവർക്ക് സ്വയം നിർമ്മിക്കാവുന്നതേയുള്ളൂവെന്നതും സത്യം തന്നെ. 

അദ്ധ്യായം 14                                                                            അദ്ധ്യായം 16