Semplice sonda autocostruita per il controllo degli induttori 1/2

Semplice sonda autocostruita per il controllo degli induttori

Avviene, molto frequentemente, che, nel corso di un intervento atto a ripristinare la funzionalità di una radio, di un televisore o di altro apparato elettronico, nasca il sospetto che l’avvolgimento di un trasformatore, di un induttore o del giogo di deflessione del tubo RC di un televisore, possa risultare interrotto o in corto circuito parziale o totale. Senza avere la possibilità di verificare questa eventualità, non rimane che procedere alla sostituzione del componente induttivo, sempre che si disponga di un esemplare similare.

La soluzione non è né semplice né economica. Esiste però la possibilità di realizzare una semplice sonda che, accoppiata a un oscilloscopio anche se di vecchia progettazione, consente di verificare anche se solo poche spire dell’avvolgimento sotto osservazione risultano in corto circuito, condizione che non risulta possibile accertare con l’impiego del semplice ohmmetro.

Dobbiamo rifarci a un principio fondamentale della teoria della corrente alternata, esposto in qualsiasi testo di elettrotecnica, in cui si asserisce come un circuito reattivo chiuso, contenente un induttore e un condensatore (che può anche essere rappresentato dal valore capacitivo concentrato nell’avvolgimento), possa oscillare per un certo intervallo di tempo quando viene eccitato da un impulso di corrente continua.

Il numero di cicli di oscillazione e la loro frequenza dipendono da alcuni fattori quali il valore induttivo, quello capacitivo, il fattore di merito “Q” e il valore resistivo. Ogni dispersione, ogni interruzione in un avvolgimento e ogni corto circuito parziale o totale, possono bloccare le oscillazioni prima che esse abbiano la possibilità di svilupparsi con un’ampiezza apprezzabile. Questo è appunto il principio su cui si basa il funzionamento della sonda per induttori.

Riferendoci alla fig.1, si nota come la sorgente di corrente continua richiesta per l’eccitazione viene fornita direttamente dalla tensione di rete, previa l’interposizione di un trasformatore d’isolamento 230 / 230 V (io l’ho realizzato con due piccoli trasformatori montati in opposizione fra loro, di quelli, per intenderci, ricavati dagli alimentatori da parete e reperibili, in ogni mercatino, a circa 1 euro), tensione che viene rettificata e immagazzinata in C1. Quando il commutatore a pulsante o a leva, a due contatti non cortocircuitanti (io ho utilizzato un Mallory 1016 acquistato per 0,50 euro al mercatino di Moncalvo) viene azionato, la carica di corrente continua accumulata in C1, viene trasferita, sotto forma di impulso, al circuito reattivo chiuso formato da R1, C2 e dall’induttore sotto controllo. Poiché il commutatore è del tipo non cortocircuitante (condizione molto importante), il suo azionamento isola ulteriormente la tensione di rete dal circuito di prova, eliminando ogni possibilità di shock.

Quando l’impulso in corrente continua viene applicato al circuito sotto controllo, l’oscillazione si sviluppa solo se il circuito collegato ai puntali della sonda risulta in buone condizioni. Il punto in comune fra il condensatore C2 e l’induttore sotto controllo è collegato al terminale di terra dell’oscilloscopio. L’ingresso verticale dell’oscilloscopio viene collegato al terminale del condensatore C2 attraverso C3 che fornisce la corretta relazione di fase. Il terminale opposto dell’induttore sotto controllo, deve essere collegato all’ingresso orizzontale dell’oscilloscopio attraverso il resistore di isolamento R2 (che unisce l’oscilloscopio al carico dell’induttore). Il resistore R1 serve solamente a completare il circuito reattivo chiuso senza cortocircuitare l’impulso c.c. applicato. La traccia luminosa generata sullo schermo dell’oscilloscopio quando si eccita un induttore in buone condizioni, è una spirale.

sonda_schema_elettrico

Fig. 1 – Schema elettrico della sonda

Il numero di giri è determinato dalla reattanza e dagli altri valori del circuito. La dimensione e la forma della traccia luminosa, invece, viene determinata dalla regolazione dei comandi, sull’oscilloscopio, del guadagno orizzontale e verticale. L’avvolgimento parzialmente cortocircuitato di un induttore, può produrre una deflessione verticale della traccia luminosa oppure l’inizio di una spirale, ma il primo cerchio intero non risulterà completato (fig. 2B e 2C). Un circuito aperto produrrà solamente una linea retta verticale unita a una linea orizzontale con il profilo di una “L” rovesciata (fig. 2A). La realizzazione della sonda non ha rappresentato alcun problema. Occorre solamente procurarsi una scatoletta metallica di alluminio, di ferro zincato o di plastica, sul tipo di quelle prodotte dalla “Teko” che misuri non meno di cm7x7x4. Il puntale di misura, può essere realizzato fissando un terminale di puntale per tester o la spina di una banana su un lato della scatola metallica opportunamente isolati rispetto alla scatola medianti dei passanti in plastica.

Questo è uno dei puntali di controllo con il quale si può semplicemente toccare un capo dell’avvolgimento del trasformatore sotto esame o fissarlo a esso interponendo un morsetto a coccodrillo. Il commutatore dell’impulso viene montato su uno dei lati della scatola mentre tutti i conduttori, compreso quello di alimentazione dalla rete, fuoriescono dal lato opposto a quello dove è montato il puntale, attraverso due passacavi in gomma. Il secondo puntale di prova può essere costituito da un conduttore isolato terminante con un morsetto a coccodrillo del tipo protetto con una cuffia di plastica isolante che fuoriesce da un foro praticato sul lato della scatola su cui è stato fissato il primo puntale di prova. Per i conduttori con i quali collegare la sonda all’oscilloscopio, è stato usato del cavetto microfonico a due conduttori schermati con gli schermi utilizzati come conduttore di massa verso l’oscilloscopio. Questi cavetti devono essere terminati con dei connettori idonei agli ingressi verticale e orizzontale dell’oscilloscopio che si vuole utilizzare.

La scatola, anche se metallica, risulta così ulteriormente isolata dal circuito elettrico. L’assemblaggio può essere considerevolmente semplificato modificando leggermente una basetta di fissaggio a 4 terminali in modo da poterla fissare sopra il collare del commutatore, mantenuta ferma con un dado. Comunque qualsiasi soluzione che rispetti il circuito può andare bene. Per utilizzare la sonda occorre collegarla a una presa di corrente mediante il cordone di alimentazione e collegare i fili all’oscilloscopio. Predisporre quest’ultimo per la scansione orizzontale esterna e regolare la luminosità del punto su un’intensità alta. Occorre aver cura, comunque, per non rischiare di bruciare la superficie fluorescente del tubo catodico, di tenere il pennello luminoso leggermente fuori fuoco. Ora occorre attivare il commutatore dell’impulso e regolare i comandi del guadagno verticale e orizzontale fino a ottenere una traccia a “L” rovesciata, caratteristica dell’indicazione di circuito aperto.

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