実験メニューは次の通り予定しています

• Ⅰ　基本編  実験材料と ダイオード比較
• Ⅱ　探り機構の実験編
• Ⅲ　検波器の実験編
• Ⅳ 同調回路 ヴァリオメータ編
• Ⅴ 同調回路 バリコン編

鉱石ラジオの実験Ⅳ　バリアブルコイル(ヴァリオメーター)

バリコイル(ヴァリオメーター)とは可変インダクタンスです．

昔ミュー同調式のゲルマラジオがありましたが，これもインダクタンスを可変にしたものです．

ここで実験したいのは昔の鉱石ラジオにも使われていたコイルの中にコイルを入れて，中に入っているコイルを回転させることにより合算されたり減算されたりし，可変のコイルを作って同調回路にしてやろうと目論んでいます．

今回は仮設で実験します．

仮設は板の上に虫ピンを立てて配線を固定します．

バリコイルではコンデンサーは固定にしますが，テストのためにバリコンを材料として入れておきます．

材料

1. 板

2. 虫ピン

3. エナメル線　.4mm 10m x 2個　 0.16mm 15m x 1個

4. ペットボトル直径60mm前後 　台所ラップの芯直径30～33mm　(中コイル用)

5. ポリバリコン　またはテスト用コンデンサ　30P 60P 100P 200P 400P

6. LM386 D級アンプと　乾電池2本　

7. 小形スピーカー

8. 1N60(*)　と 鉱石

(*)最初はゲルマニュームダイオード1N60で進めます．

ゴール近くなったら方鉛鉱に置き換えます．　

(1) Ⅳ章の試作品1

試作品1は内側のコイルは袋から取り出したエナメル線を束のまま利用してみました．
外側のコイルは内側のコイルが丁度入るくらいに多きくして束のままにしてみました．
此処では束ねコイルと呼ぶことにします．

Φ1とΦ2を直列に結線します．同心円にして回すとコイルが直列に動作する場所と，打ち消しあう場所ができます．
LCRメータで測定すると可変のリアくタンスは　250µH～1100µH　となりました．
1000µH でNHK 第一放送 594kHz に同調させるには f=1/ 2π√LC から Cは72pFとなります
72pfのコンデンサを付けて250µHにセットするとf=1186 khz 文化放送が1134khzですから，NHK第一から文化放送までカバーできる事になります．
ではこの試作品1で実験してみましょう．YouTube動画をご覧ください．

試作品1の課題と対策
動画をご覧頂くと分かりますが，NHK第一にNHK第二の放送が被ります．
選択度が悪いので被りが出ます．
コイルを束ねたまま利用しているのでコイルのQ:Quality Factor（品質係数）が悪いと思われます．
対策として筒形コイルにして試作品2の実験を進めます．

(2) Ⅳ章の試作品2

試作品2は筒形のコイルの中に筒形のコイルを入れ，中のコイルを回転させることにしました．

此処では筒形コイルと呼ぶことにします．

外側の筒形コイルは直径63mmのペットボトルに0.4mmの銅線を10m巻けるだけ巻きました．145µHです．

10000mm÷(63x3.14)=50回巻いてあります．

内側のコイルは内径33mmの台所ラップの芯を利用します
(a) 0.4mmの銅線を60回巻いた物 50µH
(b) 0.16mmの銅線を200回巻いた物 880µH
(c) 0.16mmの銅線を70回巻いた物 145µH

結論は(b)が良い成績でした．
LCRメーターで測定すると可変のリアクタンスは 200µH ～ 370µH となりました．
筒形の場合は筒のギャップが大きすぎて，リアクタンスの減算の効果が出ないようです．
この可変範囲ではコンデンサを2～3個用意して切り替える必要があります．

試作品2 の動画をご覧ください．

試作品2の課題と対策
動画をご覧頂くと分かりますが，同調範囲がNHK第一とNHK第二とAFN放送までとカバー範囲が狭いです．
中に入れるコイルの径が小さいのでインダクターの可変範囲が狭くなっているかと予想しました．
試作品3では可能な限り中コイルの径を大きくしてみたいと思います．

(3) Ⅳ章の試作品3

試作品3は中に入れるコイルを大きくします．

中のコイルを最大にするには次の図から直径50mm 長さ 35mm としました．

身の回りの物で直径50mmを探しましたが見つからなかったので63mmのペットボトルを改造(切り貼り)して作りました．

 

試作品3 の動画をご覧ください．
カバー範囲も広く選択度も改善されています．

 

コイルのQについて

円筒形コイルのQは直径と巻きの長さが1:1 比率の時が良いそうです．
その点で考えると試作品1は最悪ですネ．NHK第一に第二が被るはコイルのQが悪く選択度が良くない事が予想できます．