Elektrická vodivosť modelárskych uhlíkových materiálov

V návodoch na inštaláciu RC vybavenia do celokompozitových (uhlíkových kompozitových) modelov býva upozornenie, že anténa prijímača musí byť umiestnená mimo trup (drak) modelu, inak môže byť príjem signálu RC vysielača zhoršený alebo úplne znemožnený.

To je zapríčinené tým, že uhlíkové kompozity nie sú izolanty ako napr. laminát, ale majú určitú elektrickú vodivosť.

Zaujímalo nás, aká veľká tá vodivosť v skutočnosti je.

autor: Janko O.


Hneď na začiatku je treba povedať, že elektrická vodivosť je prevrátenou hodnotou elektrického odporu a naopak. Takže čím väčší odpor, tým menšia vodivosť a čím menší odpor, tým väčšia vodivosť. Keď je odpor nulový, to znamená, že vodivosť je "super" a vedci tomu dali meno "supravodivosť".

Pre dobré šírenie rádiových (elektromagnetických) vĺn je treba, aby antény (vysielacia aj prijímacia) boli čo najviac vodivé (dobré vodiče) a prostredie, ktorým sa vlny šíria, bolo čo najmenej vodivé (dobrý izolant). Zjednodušene povedané, ak je na "trase" medzi vysielacou a prijímacou anténou ďalší vodivý predmet (závisí aj od jeho rozmerov, tvaru a polohy), tak môžu nastať problémy. A ony aj väčšinou nastanú. Ak tým vodivým predmetom (medzi obidvomi anténami) je kompozitový trup lietadla, ktorý vlastne prijímaciu anténu drží v zajatí ako vtáčika v klietke (takto nejako to možno videl pán Faraday a potom vymyslel tzv. "Faradayovu klietku"), tak nastanú naozaj veľké problémy. Akýkoľvek vodivý predmet, ktorého rozmery nie sú z pohľadu vlnovej dĺžky zadedbateľné, nachádzajúci sa v blízkosti antény (jedno či vysielacej alebo prijímacej), bude ovplyvňovať spôsob šírenia elektromagnetických vĺn (väčšinou k horšiemu).

Nebudem ďalej pokračovať v "ľudovej" teórii antén, ale sústredím sa na modelársky pohľad na tento problém. Aj uhlíkový nosník v trupe modelu, kde je umiestnená prijímacia anténa (jedno či 35/40 MHz alebo 2,4 GHz) bude deformovať tvar prijímacej charakteristiky antény a takáto anténa bude z určitých smerov prijímať dobre, z iných horšie a z iných dokonca možno vôbec nie.

Treba povedať, že dobrý (dokonalý) izolant je jeden extrém a dobrý vodič je extrém opačný. Ale kde medzi týmito extrémami "leží" uhlíkový kompozit? Je bližšie k vodičom, alebo k izolantom? A ako ďaleko má k dokonalému vodiču, alebo ako ďaleko má k dokonalému izolantu?

Urobil som orientačné merania: Keďže uhlíkové nosníky sú tzv. "orientované" (vlákna pozdĺž nosníka spôsobujú, že mechanická pevnosť (ale aj elektrická vodivosť) je iná v smere a iná naprieč vlákien), z Michalovej modelárskej predajne Promax som si požičal čo najširší uhlíkový nosník. Konkrétne to bol 25,4 mm x 0,8 mm x 1000 mm. V laboratóriu v mojom zamestnaní som si pripravil meracie pracovisko a pomocou výpočtovej metódy som vylúčil prechodový odpor meracích kontaktov, aby som dostal len skutočný elektrický odpor uhlíkového nosníka.

Dostal som tieto výsledky: Odpor naprieč vlákien - vzdialenosť meracích kontaktov 20 mm: 2,1 Ohmu. Odpor pozdĺž vlákien na tú istú vzdialenosť kontaktov (20 mm): 0,03 Ohmu. Odpor pozdĺž vlákien - vzdialenosť meracích kontaktov takmer 1 meter: 1,5 Ohmu.

Aké z tohoto merania plynú závery? Vodivosť naprieč vlákien je asi 70 krát horšia ako vodivosť pozdĺž vlákien. Cez to všetko je aj vodivosť naprieč vlákien dostatočne vysoká na to, aby významne zhoršovala šírenie elektromagnetických vĺn. A elektrická vodivosť pozdĺž vlákien je priam "vynikajúca" na to, aby predmet z týchto vlákien v podstate znemožnil šírenie rádiových vĺn medzi vysielačom a prijímačom RC súpravy. Ak sme sa pýtali, ako ďaleko majú uhlíkové kompozity k izolantom a ako ďaleko k vodičom, tak odpoveď je taká, že k izolantom majú veľmi ďaleko a k vodičom majú "sakramentsky" blízko. Takže upozornenia výrobcov celokompozitových modelov sú absolútne opodstanené, je treba ich plne rešpektovať a anténu situovať mimo trupu modelu, čo najďalej od jeho vodivého povrchu.


 

Súvisiace články: 


<Staršie | tento článok | Novšie>

Napísané: 19. 6. 2017, 08:54 | Prečítané: 6341x | Kategórie: Stavba modelov | Napísal: admin |
Komentáre: 4
.:. QuickShot
Veľmi zaujímavá informácia :)
Odpoveď | 2010-08-23 20:00:55
Proti výše uvedenému nelze mít připomínek. Nedělali jste ale praktické zkoušky i s umístěním antény v trupu modelu z uhlíkového laminátu a vyvedené ven ve VKV a pásmu a 2,4GHz? Nemám takovýto model, abych si to sám ověřil. Zřejmě to bude tak, jak předpokládáte, ale všechno může být jinak, jak říká úsloví. Dodnes jsem nepochopil, i když jsem se elektronice a vf vysílání kdysi věnoval (amatérský), jak může signál z mobilního telefonu, pracujícího na téměř stejné frekvenci jako modelářské pásmo 2,4GHz, pronikat z uzavřeného plechového kufru auta, či sklepů železobetonových konstrukcí budov.
Odpoveď | 2014-04-18 09:47:04
.:. miro
Nezkoušel někdo použít uhlíkový trup jako anténu přijimače ?
Odpoveď | 2014-04-18 11:38:38
Áno,aj ja mám skúsenosť s celokompozitom modelu vetroňa, kde som mal umiestnenú anténu vodorovne s trupom na povrchu-vonku modelu.Anténa je všesmerová s novou technológiou vysielania,príjmania a aj tak som mal problém s pípamím-výpadkami signálu signalizovaným vo vasielači.Chvílu bol model neovládatelný a za krátko na to som ho opäť mohol ovládať.
Odstránenie problému:No predsa jednoducho.Preinštaloval som anténu asi tak na 45 stupňou od trupu v osi trupu a bolo po dlhodobom probléme.Škoda že som to nevedel skôr.Dlho som sa s týmto neduhom vysporiadaval.Vymenil som asi všetko v modely a aj celú káblovačku,ale nepomohlo to.Len tá blbá anténa he-he.
Odpoveď | 2014-11-17 22:21:05
Pridaj komentár
Meno
Web
Mail
Kontrola Zadajte číslo päť
Text

:-)
:-D
:-(
|-/
:-[]
;-)
8-|
8-o
Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz
  • Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
  • HTML znaky budú prevedené na entity.
  • Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
  • Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)
správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 26896.11 kb