空芯コイルを実測してみたら・・・
51mm径の紙パイプ( 紙管 )に巻いたコイルのQ値比較テスト

ゲルマニウム・ラジオなどの同調コイルを巻こうと考えていると・・・
どんな線材が良いのか、線材の違いで性能がどう変わるのか？
多くの人が疑問を持った事があるのではないかと思います。
手持ちの線材を使って、実際にコイルを巻いて測定してみました。

 外径が同じ様なPEW / UEW単線とリッツ線で、線材の違いによるQ値を比較
一般的な密着巻きを基本にしています。
単線からリッツ線に変更するとQ値がかなり改善するのが確認できます。
リッツ線の本数が増えると、Q値が周波数によってどう変化するかが分かります。

測定結果の考察は各自でお願いします。

今回、比較した試料は下記の7種類です。

1,0.23Φ UEW線
2,0.3Φ PEW線
3,0.45Φ UEW線
4,リッツ線 0.04mm 30本
5,リッツ線 0.04mm 100本
6,リッツ線 0.04mm 200本
7,リッツ線 0.04mm 300本

この内、外径が近いのは以下の組み合わせ
0.23Φ UEW線とリッツ線 0.04mm 30本
0.45Φ UEW線とリッツ線 0.04mm 100本
測  定  開  始 ！

最初にSANWA LCR700で100kHzレンジでインダクタンスが300μH付近になるように巻く。
※ピッタリ300μHには追い込んでいない。
備考:空芯コイルのテスト周波数10kHz,100kHzにおけるインダクタンス値は、500-2000kHzの周波数域での測定値とは
        大きくずれません。　
      但し、Q値は周波数により変化するので参考値になります。
　　Q値を正確に測定するには、使用する測定器が実際に使用する周波数をカバーしているかどうかを確認してください。

その後、500-2000kHzの範囲を ↓ で測定。


使用機材
 HIOKI IM3536 LCRメーター　500 - 2000kHzに設定
テストフィクスチャ 9262

HIOKI IM3536 LCRメーターによるインダクタンス:Q値の周波数特性　実測データ
※500 - 2000kHzを1kHzステップで測定　　印加電圧は0.5V一定です。
　CSVデータなので、Excelでグラフ化してください。

1,0.23Φ UEW線  →  0.23UEW.CSV
2,0.3Φ PEW線  →  0.3PEW.CSV
3,0.45Φ UEW線  →  0.45UEW.CSV
4,リッツ線 0.04mm 30本  →   0.04X30.CSV
5,リッツ線 0.04mm 100本  →  0.04X100.CSV
6,リッツ線 0.04mm 200本  → 0.04X200.CSV
7,リッツ線 0.04mm 300本  →  0.04X300.CSV
※0.04mm 30本の外径は、 0.23ΦUEWと0.3ΦPEWの中間です。
※0.04mm 100本の外径は、0.45Φ UEWとほぼ同じです。

下記の5種類は、51mm径の紙パイプ( 紙管 )に巻いています。
表の見方    インダクタンス( μH ) / Q値の順に記載しています。
               ※インダクタンス、Q値共に小数点以下は切り捨て
※見やすくするために、実測データより50kHz毎の値を記載しています。

周波数 / kHz
 0.23Φ UEW
 0.04 X 30本
リッツ線
 0.3Φ PEW 0.45Φ UEW
 0.04 X 100本
リッツ線
500
 303/132
 300/131
 337/59
 319/24
 310/205
550
 303/137
 300/143
 337/63
 319/27
 310/235
600
 304/141
 300/154
 338/65
 319/32
 310/253
650
 304/144
 300/164
 338/68
 319/38
 310/276
700
 304/147
 300/174
 338/68
 320/43
 310/297
750
 305/148
 301/183
 339/70
 320/47
 310/313
800
 305/149
 301/189
 339/81
 320/51
 311/329
850
 305/149
 301/201
 339/83
 320/59
 311/332
900
 306/149
 302/208
 340/89
 320/64
 311/348
950
 306/150
 302/213
 340/91
 321/70
 311/343
1000
 307/149
 302/221
 341/93
 321/73
 311/348
1050
 307/145
 303/214
 341/93
 321/77
 312/342
1100
 308/147
 303/227
 342/95
 322/88
 312/355
1150
 308/148
 303/236
 342/97
 322/97
 312/370
1200
 309/147
 304/241
 343/99
 323/103
 313/383
1250
 310/145
 304/247
 343/100
 323/106
 313/393
1300
 310/145
 305/255
 344/99
 324/107
 313/392
1350
 311/143
 305/257
 345/102
 324/111
 314/428
1400
 312/142
 306/258
 346/104
 325/111
 314/413
1450
 312/140
 306/255
 346/103
 325/111
 314/398
1500
 313/138
 306/260
 347/107
 325/114
 315/388
1550
 314/136
 307/241
 348/108
 326/115
 315/389
1600
 315/134
 308/250
 349/108
 327/118
 315/377
1650
 316/132
 308/251
 350/109
 327/119
 316/377
1700
 317/129
 309/247
 350/109
 328/121
 316/368
1750
 318/127
 309/244
 351/109
 329/120
 317/376
1800
 318/125
 310/247
 352/109
 329/124
 317/370
1850
 320/124
 311/247
 353/110
 330/123
 318/368
1900
 321/120
 311/235
 354/109
 331/127
 318/344
1950
 322/118
 312/228
 356/108
 331/125
 319/342



次に、リッツ線だけの比較です。
素線径 0.04mmで、30本　100本　300本と本数が3倍から10倍になるとQ値はどう変化するのか？


200本、300本は51mm紙管では長さが足らないので、60mm径の塩ビパイプに巻いています。
表の見方    インダクタンス( μH ) / Q値の順に記載しています。
               ※インダクタンス、Q値共に小数点以下は切り捨て
※見やすくするために、実測データより50kHz毎の値を記載しています。

周波数 / kHz
 0.04 X 30
 0.04 X 100
 0.04 X 200
 0.04 X 300


500
 300/131
 310/205
 366/576
 338/704


550
 300/143
 310/235
 366/698
 339/659


600
 300/154
 310/253
 367/766
 339/728


650
 300/164
 310/276
 367/818
 339/854


700
 300/174
 310/297
 367/867
 339/958


750
 301/183
 310/313
 367/915
 339/973


800
 301/189
 311/329
 367/958
 340/865


850
 301/201
 311/332
 367/959
 340/1096


900
 302/208
 311/348
 368/1038
 340/1069


950
 302/213
 311/343
 368/1041
 340/1128


1000
 302/221
 311/348
 368/1035
 341/1121


1050
 303/214
 312/342
 368/1160
 341/941


1100
 303/227
 312/355
 368/1150
 341/975


1150
 303/236
 312/370
 368/1227
 342/1222


1200
 304/241
 313/383
 368/1270
 342/1134


1250
 304/247
 313/393
 368/1315
 342/1244


1300
 305/255
 313/392
 368/1341
 343/1092


1350
 305/257
 314/428
 368/1570
 343/1163


1400
 306/258
 314/413
 369/1495
 344/1342


1450
 306/255
 314/398
 370/1624
 344/1323


1500
 306/260
 315/388
 370/1609
 344/1137


1550
 307/241
 315/389
 370/1639
 345/1266


1600
 308/250
 315/377
 370/1617
 345/1102


1650
 308/251
 316/377
 370/1539
 346/1347


1700
 309/247
 316/368
 371/1821
 346/1037


1750
 309/244
 317/376
 371/1773
 347/1117


1800
 310/247
 317/370
 371/1720
 348/1238


1850
 311/247
 318/368
 371/1859
 348/1001


1900
 311/235
 318/344
 372/1786
 349/990


1950
 312/228
 319/342
 372/1571
 349/974


ボビンの外径:30本、100本は50Φ　200本、300本は60Φ　


30本が100本になるとQ値も1.5から3倍程度まで上がります。
30本が200本になるとQ値も4から7倍程度まで上がります。
30本が300本になるとQ値も5倍程度まで上がります。

空芯コイルとフェライトを使ったコイルを比較すると、フェライトの方は別の傾向が出て来ます。
フェライトの場合は透磁率により結果が大きく変わるので、コア材の選定は気を付けたいところ。
フェライト素材の詳細が不明な場合( メーカー資料が無い場合 )は実測して特性を把握するしか有りません。


リッツ線の外被を剥がして外観を比較した画像
左から、30本　100本　200本　300本の順です。


HIOKI IM3536を使用した有料測定サービスも出来ます。

ご希望の方はお問い合わせください。  info@mpl.jp

リッツ線も扱っています。　→　http://bar-antenna.com/litz/litz.html

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