Підвищення добротності (як правило, нам потрібні контури з високою добротністю) - досить складна задача, яка в основному вирішується шляхом зменшення втрат в контурній котушці.
Індуктивність контурних котушок, застосовуваних на коротких і ультракоротких хвилях (лист 81), дуже мала і становить одиниці і навіть десяті частки мікрогенрі (лист 66). Котушки такої маленької індуктивності містять лише кілька витків порівняно товстого (діаметр 0,6-1,2 мм) мідного дроту, як правило, без будь-якої ізоляції або покритого тонким шаром емалі (провід ПЕ, лист 79). Діаметр дроту в міліметрах зазначений в його назві цифрою, яка слід відразу ж після букв, що визначають марку проводу.
Для зменшення втрат в таких котушках іноді застосовують дріт, покритий тонким, товщиною в кілька мікронів, шаром срібла. Справа в тому, що при проходженні змінного струму по провіднику спостерігається цікаве явище, що отримало назву поверхневого ефекту (лист 80) або скін-ефекту ( «скін» в перекладі на російську мову означає «шкіра»). Сутність цього явища полягає в тому, що змінний струм не розподіляється рівномірно по всьому провіднику, а проходить лише по зовнішньому його шару. Чим вище частота, тим сильніше виявляється поверхневий ефект, тим тонше зовнішній шар провідника, по якому проходить струм. Тому для зменшення втрат в високочастотних котушках їх не потрібно повністю робити з срібного дроту (срібло, як відомо, краще за всіх інших металів пропускає струм, тобто володіє найменшим питомим опором - лист 16), а досить застосувати посріблений дріт.
Котушки КВ і УКВ контурів виконують на керамічних або полістиролів каркасах, причому крок намотування часто в півтора-два рази перевищує діаметр проводу, тобто між сусідніми витками є значні просвіти. Це, між іншим, і добре і погано. Добре тому, що, зближуючи або розсовуючи сусідні витки, можна підганяти індуктивність котушки, а погано тому, що при недостатньо тугий намотуванні або недостатньо жорсткому каркасі витки змістяться і індуктивність котушки зміниться.
Індуктивність котушок, застосовуваних у коливальних контурах на довгих і середніх хвилях (лист 82), становить сотні і тисячі мікрогенрі. Такі котушки зазвичай містять кілька десятків і навіть сотень витків і виконуються з тонкого (діаметром 0,1-0,2 мм) мідного дроту. Найчастіше використовують провід марки ПЕ - провід емальований або ПЕШО - провід емальований в шовковій оплітці. Намотування виробляють на каркасах з картону, ебоніту, полістиролу та інших ізоляційних матеріалів, причому всю обмотку часто ділять на кілька секцій, що дозволяє трохи знизити втрати. У ряді фабричних приймачів, особливо старих випусків, широко застосовувалася намотування «Універсал», яка виконується на спеціальних верстатах. Намотування «Універсал» характеризується тим, що провід укладається рівними рядами, кілька «перехрещеними», тобто поверненими один щодо іншого. В даний час намотування «Універсал» застосовується рідко - замість неї виробляють намотування «внавал», укладаючи провід між двома щічками.
Раніше для намотування ДВ і СВ котушок широко застосовувався провід літцентрат (ЛЕШО - літцентрат емальований в шовковій оплітці), що складається з декількох тонких (діаметром 0,05-0,07 мм), ізольованих один від одного мідних проводів. Загальна поверхня всіх цих проводів виходить досить великий, і тому на високих частотах опір літцентрата виявляється дещо менше, ніж у звичайного дроту такого ж діаметру. Слід зазначити, що в разі застосування літцентрата необхідно ретельно зачищати і пропоювати все його провідники. Одна непропаянная жилка може в багато разів погіршити добротність котушки.
Незважаючи на те що літцентрат дозволяє помітно зменшити втрати в котушці, в даний час він майже не застосовується. Зменшення втрат в котушці отримують більш ефективним і в той же час більш простим і дешевим способом - шляхом застосування феромагнітних сердечників (лист 83).
Як вже говорилося, феромагнітний сердечник різко збільшує індуктивність котушки. Тому, якщо виготовити дві котушки з однаковою індуктивністю - одну з них з сердечником, а іншу без нього, то у котушки з сердечником буде набагато менше витків, і тому опір її теж буде менше (опір провідника залежить від його довжини: чим довше провідник, тим більше його опір).
Для котушок, по яких тече змінний струм, не можна використовувати сердечник з цілого шматка стали, так як змінюється магнітне поле котушки наведе в такому сердечнику вихровий струм, втративши на це більшу частину енергії. Таким чином, сердечник, за допомогою якого ми хотіли зменшити втрати в котушці, сам стає джерелом втрат, які зростають зі збільшенням частоти змінного струму в контурі.
Для боротьби з цим видом втрат сердечники низькочастотних котушок (тобто котушок, по яких проходить струм низької частоти) збирають з окремих, ізольованих один від одного пластин. Струм, наведений в кожній такій пластині, створює своє магнітне поле, яке. послаблює струми в сусідніх пластинах. В результаті струми в пластинах сердечника виявляються дуже слабкими, і він «відбирає» у котушки мало енергії. Чим тонше пластини, з яких зібраний сердечник, тим менше втрати в ньому.
У високочастотних котушках збирати сердечник з тонких пластин вже виявляється недостатнім. Сердечники для цих котушок пресують з феромагнітного порошку, змішаного зі спеціальними сполучними речовинами (бакелітовий лак, полістирол і ін.). Речовина, що пов'язує обволікає окремі крупинки феромагнітного порошку і ізолює їх один від одного. Спресовані подібним чином феромагнітні порошки погано проводять електричний струм, і тому вони отримали назву магнітодіелектриків.
Для виготовлення сердечників високочастотних котушок найчастіше використовуються наступні магнітодіелектрики: магнетит, альсифера, карбонильное залізо і ферити. Найбільш широко останнім часом використовуються ферити, більшість яких збільшує індуктивність котушки набагато сильніше, ніж інші магнітодіелектрики. Зазвичай сердечник виконують у вигляді стрижня з різьбленням, який угвинчується в каркас котушки. Випускаються також сердечники типу СБ (сердечник броньовий), що мають форму закритою чашки (горщика), всередину якої вставляється сама котушка (лист 83). У горшкообразном осерді також є рухомий стержень, забезпечений різьбленням. Застосування вгвинчуються сердечників має одне велике достоїнство: переміщаючи такий сердечник всередині котушки, можна в значних межах змінювати її індуктивність, а це часто буває дуже важливо.
Застосування сердечників з магнітодіелектриків дозволяє в кілька разів зменшити опір втрат R к і, отже, підвищити добротність контуру Q. Інші шляхи зменшення втрат - це застосування в якості Ск керамічних, слюдяних і повітряних конденсаторів, що володіють малими втратами; монтаж високочастотних ланцюгів короткими проводами; використання для каркаса котушки матеріалу з малими втратами, а також ряд інших заходів. В аматорських умовах не завжди є можливість та й не завжди є сенс вживати всіх можливих заходів для зменшення втрат, і тому часто доводиться миритися з кілька зниженою добротністю контурів.
Добротність Q контуру залежить не тільки від втрат в ньому, а й від співвідношення між індуктивністю Lк і ємністю Ск; чим більше Lк і чим менше Ск. тим вище добротність. З іншого боку, з формули для визначення f0 (рис. 47, лист 73) видно, що одну і ту ж частоту власних коливань можна отримати при різних співвідношеннях Lк і Ск. Іншими словами, якщо ємність Ск зменшити, наприклад, в 10 разів і в стільки ж разів збільшити індуктивність Lк. то твір Lк Ск залишиться незмінним, а значить, не зміниться і частота f0.
З усього цього можна зробити простий висновок: якщо хочеш підвищити добротність контуру, зменшуй його ємність і збільшуй індуктивність (в один і той же число раз, інакше зміниться частота!).
Якщо подивитися на схему самих різних приймачів і передавачів, то можна побачити, що в контурах майже завжди використовуються конденсатори, ємність яких не перевищує декількох сотень пикофарад. Але ж якби співвідношення між Lк і Ск не впливало на величину добротності, то ми, мабуть, ще подумали, яким шляхом легше побудувати контур - застосовуючи громіздку котушку великий індуктивності і конденсатор малої місткості або ж використовуючи конденсатор ємністю в кілька мікрофарад і найпростішу котушку, яка містить усього два-три витка.
На закінчення необхідно відзначити, що в гонитві за високою добротністю не можна безмежно збільшувати індуктивність і зменшувати ємність контуру. Тут існує ряд обмежень, розбирати які ми не маємо можливості, так як це відверне нас від основного завдання.
Отже, ми з'ясували, що в контурі, що складається з конденсатора і котушки, можуть виникнути собственниеелектромагнітние коливання і що поступово ці коливання загасають. Чим менше втрати енергії в контурі, тобто чим вище його добротність, тим повільніше загасають в ньому власні коливання.