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Charry-charry工房(チャーリー・チャーリーコウボウ)

50歳の手習い
(県立秋田工業高校 機械科卒業後、40年目に自分用の旋盤・フライス盤を所有することに)

2025APR11 トラップコイルの評価(2)

2025-04-10 13:14:28 | アマチュア無線

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私の見解:
計算の内容については理解不能 (笑)
数値的には余り違いがない感じ。

作り易さ・扱い易さも94μHの方が上でした。
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ChatGPTの回答


「3.573 MHz用トラップコイル」として、AとB

どちらが**Q**が高いかを考えるには、以下の

点に着目します

【Qとは】Qは、共振回路の「鋭さ(ロスの少

なさ)」を表すもので、


という式が基本です(並列共振回路で考える

場合)。ただし、実際にはコイル自体の直流

抵抗(銅線の抵抗)、巻き数、線間容量、コ

アのロス(エアコアならなし)、スキン効果、

近接効果など多くの要素が関係します。

【与えられたデータから見る比較ポイント】

A(94μH + 21pF)

  • 巻き数:43回

  • インダクタンス:94μH

  • キャパシタンス:21pF

  • 共振周波数:およそ3.57MHz

  • 銅線:1mm、空芯(と仮定)

  • コイル径:6cm

B(198μH + 10pF)

  • 巻き数:76回

  • インダクタンス:198μH(約2倍)

  • キャパシタンス:10pF(約半分)

  • 共振周波数:同じく約3.57MHz

【Qを比べる視点】

1. インダクタンスと静電容量のバランス

Qを高くするには、インダクタンスを高く

し、容量を小さくする方向が理想です

(L/Cが大きくなるほどQが高くなる傾向)。

→ この点ではBのほうが有利。

2. 巻き数による銅損

ただし、Bは巻き数が多いため、銅線の長

さが長くなり、直流抵抗(R)が大きくな

ってQを下げる要因になります。

→ Aの方が巻き数が少ない=抵抗が低く、

Qに有利な面も。

3. スキン効果と周波数

3.57MHzでは、銅線1mmのスキン深さは

おおよそ34μm程度です。1mmの線では

中心部分まで電流は流れにくいため、太

い線でもQに劇的な有利は生まれないが、

細すぎるよりはマシ。

→ どちらも同じ1mmならこの点は同等

と見てよい。

4. 全体の傾向として

  • Bはインダクタンスが大きくコンデン

  • サが小さいので理論的にはQが高い。

  • しかし巻き数が多く、銅線が長くなる

  • 分抵抗が増えQを下げる要因がある。

  • 空芯であれば、コアロスは無視可能。

【結論】

理論上のQはBが高い可能性があるが、実

用上はAのほうがQが高いこともあり得る。

ただし、これは実際のコイルの直流抵抗

(R)や実装方法(タイト巻き/間隔巻き

)、周辺環境の影響などにも依存します。

【補足:シミュレーションしてみたい場合】

  • コイルのRを測定できるLCRメーターが

  • あれば、Qは次の式で測れます:



3.573MHzで、94μHと198μHそれぞれ

の直流抵抗を測ると、実測でQがわか

ります。

ご希望があれば、Qの近似計算もこちらでやります。

巻き数は
A43回
B76回
密巻きです
密巻きで直径6cm、銅線1mm、空芯、巻き数A=43回
・B=76回という条件が明確になったので、これらを
もとにQの比較をもう少し定量的に見ていきましょう。

🔍【Qの近似評価:空芯コイルでのQ】

空芯コイルのQはおおよそ次のように近似されます:


ただし、AC抵抗(高周波でのスキン効果含む)が主

な要因なので、スキン効果を考慮した抵抗が重要に

なります。

🧮【1. スキン深さの見積もり】

3.573 MHzでの銅の**スキン深さ(δ)**はおおよそ:


→ 銅線の直径が1mm(半径0.5mm)なので、スキン

効果による導通は表面約35μmのみ。
つまり有効導通面積は大きく減少します。

🧮【2. コイル長さと抵抗の見積もり】

密巻きなので、巻きピッチ ≈ 線径(1mm)と仮定

して…

A(43回):

  • 線長さ ≈ 43回 × π × 6cm ≈ 43 × 18.85cm ≈ 810cm ≈ 8.1m

  • 直流抵抗(目安)≒ 0.021 Ω/m × 8.1m ≈ 0.17Ω

B(76回):

  • 線長さ ≈ 76 × 18.85cm ≈ 1,432cm ≈ 14.3m

  • 直流抵抗 ≈ 0.021 Ω/m × 14.3m ≈ 0.30Ω

※0.021Ω/mは1mm銅線(スキン効果未考慮)での近似値。

→ Bは巻き数が多く、抵抗が大きい=Qを下げる要因

✅【Qのざっくり比較】


✅【結論】

  • 理論上(AC抵抗とスキン効果考慮せず):BのQが高い

  • 実際はスキン効果・近接効果・放熱などで抵抗増 → 差は小さくなる可能性あり

  • Aは小型・低損失設計、Bは高L・高Q設計志向

もしトラップとして「損失をできるだけ少なく」

「高Qでフィルタ効果を狙いたい」なら、Bの方

が目的に適っている可能性が高いです。

ただし実際には、両方試作してSWRや通過減衰を比

較するのが一番確実です。







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