Sarcina fictiva - Dummy Load

Sarcina fictiva este un accesoriu obligatoriu la statiile de emisie. Reglajele unui emitator nu se fac decat in faza final-fialissima pe antena, restul se face pe sarcina fictiva, pentru a nu produce radiatii parazite. Fiind o impedanta pur rezistiva (vezi nota!), ea foloseste si pentru unele masuratori. Valorile de  impedanta standard folosite in radiocomunicatiile de uz general dar si de radioamatori sunt 50, 75, 200 si 300 de ohm. De departe cea mai folosita este impedanta de 50 sau 52 ohm.

NOTA: impedanta unei sarcini artificiale reale nu este de fapt pur rezistiva. Tehnologia insasi a rezistoarelor, terminalele si cutia introduc inductante si capacitati parazite, deci va exista si o componenta reactiva a impedantei. La frecvente sub 150MHz aceasta este neglijabila, dar la frecvente ridicate acestea devin importante. Realizatorii de sarcini fictive profesionale intampina dificultati deosebite in a elimina  inductantele si capacitatile parazite.

Sarcina artificiala, in functie de scop, trebuie sa aiba si o anume putere. In teorie, puterea trebuie sa fie cel putin egala cu aceea a emitatorului. O sarcina artificiala de putere, chiar modesta cum este 100 W, e greu de gasit sau de facut, din varii motive. In plus, durata de folosire este relativ mica, de ordinul a 2-3 minute si cu pauze de cate 20-30minute, deci un regim de cca. 20%.

 The dummy load is a mandatory accessory for any hamradio station. The tuning of a transmitter is made on the antenna only in the final stage of the construction or experiment, in order to avoid interferences. As being a (practically) pure resistive impedance, the dummy load is also useful in various RF measurements.

The usual values for output impedance of the transmitters are 50, 75, 200 and 300 ohms. The most is used the 50 ohm impedance, a "standard de facto" nowadays.

The power of the dummy load must also be in relation with the max. power of the transmitter. But a power load is, for various reasons, difficult to build and expensive. If used for brief periods (1-3 min every 30 minutes),  it is possible to build a good and inexpensive dummy load as shown below.

Pentru a avea, totusi, o sarcina artificiala de putere adecvata la costuri rezonabile, se foloseste frecvent solutia racirii rezistorilor in baie de ulei sintetic sau mineral. Uleiul preia rapid caldura in timpul testelor si o degaja lent ulterior.

Atentie, racirea rezistoarelor se face pe seama capacitatii calorice a uleiului, care este limitata. Nu exista un sistem de evacuare rapida si permanenta a caldurii!!
Nu lasati putere maxima pe sarcina mai mult de 1-3 minute, altfel riscati distrugerea sarcinii sau chiar aprinderea uleiului.
Cutia sarcinii va deveni treptat foarte calda, asa ca aveti grija mai ales cateva minute   dupa folosire cum umblati cu ea si unde o puneti!

Constructiv, se foloseste un numar relativ mare de rezistori identici, care pusi in paralel dau rezistenta dorita la o putere cca. 1/5 din cea necesara. In cazul sarcinii mele de 50 ohm / 100W, am folosit 10 rezistori de 500 ohm / 2W intr-o baie de ulei de cca. 100mililitri. Ar fi fost bine 200ml (cam 2ml / W), dar atat a fost cutia, deci timpul de folosire se va limita la 1 minut...

The solution is to use the mineral or synthetic oil as cooling agent for some medium power resistors.

Beware that, if built as described, the dummy load is cooled exclusively by the thermal capacitance of the oil itself, which then slowly loose the absorbed heat. There is no system to fastly transfer the heat to the surrounding air. The case of the device becomes hot in several minutes after use!

My construction consists of 10 resistors of 500ohm at 2W soaked in about 100mililitres of mineral motor oil. It would be better to use 200 ml of oil (about 2ml/W) but this was the tin I posessed... The usage time limit is about 1 min. at 100W and 5min at 30W.
Realizarea:
Cositoriti cutia de tabla la interior, acoperind cu mare atentie imbinarile, ca sa nu aveti surpriza scurgerii de ulei. Montati mufa in centrul capacului, lipita bine pe contur, si bucsele aferente divizorului de masura.
Dati o gaura in capac si lipiti deasupra o piulita de alama M6...M8. Aceasta va fi "gura de umplere" cu ulei. In ea veti insuruba un surub foarte scurt (cateva spire de filet) cu o saiba de cauciuc, asigurand inchiderea etansa. Tot pe aici veti introduce o joja cu care veti masura nivelul uleiului.

Lipiti rezistorii in stea pe capacul cutiei, cu un pin pe capac, iar cu celalalt pe pinul central al mufei. Montati divizorul de masura. Izolati bine cu rasina sintetica mufa si bucsele de masura. Dupa asamblare, masurati valoarea exacta a sarcinii obtinute cu o punte sau cu un instrument precis.
Fixati capacul la cutie. Etansati bine cu rasina sintetica si aveti rabdare sa se intareasca bine. Turnati cu grija uleiul sintetic sau mineral, masurand frecvent nivelul.
Dupa umplerea putin peste nivelul rezistorilor, inchideti cu surubul gura de alimentare.

ATENTIE, aceasta constructie poate sa fie periculoasa daca este supraincalzita! Poate sa arunce violent ulei cald sau chiar sa explodeze!

 Take some metallic can with a round tin cap, like those of instant coffee or fine tea, of at least 100 ml capacity. Oversolder the tin carefully at corners and joints, to prevent leakage. Mount the SO 239 female jack (or the type you are using at your equipment) on the tap of the can. Solder its ground around on the tin tap. On the internal side of the cap solder the resistors, with a pin on the central contact of the jack and the other pin on the tin, forming a "flower".  Make a 8mm dia hole somewhere on the tap or tin upper border. Solder an M8 brass nut on the hole. This will be the filling hole, which will be closed with a screw having a small rubber O-ring under the head. Close the tap and seal it with synthetic bicomponent resin. After the sealant is hardened, fill the can with motor oil, measuring the level frequently. Fill the can just a little bit over the resistors. Let some air inside, to prevent violent leakage in case of overheating. Insert the screw with the o-ring mounted and gently tighten.

Warning, this device might be dangerous if overheated. Might violently leak hot oil or even explode!