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 Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement

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Vincent



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MessageSujet: Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement    Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   EmptyMer 27 Jan - 13:48

Bonjour,
J'ai une question car quelque chose me gène dans l'explication que j'ai vu dans des vidéos.

Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   Text2711

Dans plusieurs vidéos on montre la répartition courant tension sur un dipôle demi-onde, dont l'impédance est de 73Ω à la résonance de la fréquence d'intérêt. Aux extrémités la tension est maximale et le courant est nul et au centre la tension est nulle et le courant est maximal.

Mais ça me pose un problème de définition :
D'où vient ce déphasage courant/tension si l'impédance est réelle (73Ω + 0j) à la résonance ? Sauf erreur de ma part dans une impédance purement réelle il n'y a aucun déphasage. Ou alors l'impédance de 73Ω n'est pas réelle mais bien complexe.


D'avance merci.
Vincent
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F4HQC



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MessageSujet: Re: Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement    Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   EmptyMer 27 Jan - 21:55

L'impédance est de 73 Ohm au point d'alimentation si l'antenne est correctement taillée par rapport à la fréquence de l'onde émise.

Quand nous approchons des extrémités, nous sommes en présence d'un circuit ouvert du point de vue de la HF, si le circuit est ouvert, aucun courant ne peut plus circuler ce qui signifie que l'impédance est très élevée.
Réciproquement pour la tension, au centre, là ou l'impédance est basse la tension est minimum puis au fur et à mesure que l'on s'approche des extrémités elle remonte jusqu'au moment ou elle est si élevée que tout se passe comme si le circuit était ouvert. A cet endroit la tension est donc maximum.


@+
F4HQC

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Vincent



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MessageSujet: Re: Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement    Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   EmptyMer 27 Jan - 22:28

Merci pour ta réponse F4HQC, ton explication est très claire mais je n'arrive pas à réconcilier les formes d'ondes que tu décris (courant et tension déphasés de 90°) avec une impédance uniquement réelle. Il n'y a qu'une réactance qui introduit la notion de déphasage courant et tension (inductance ou capacité) et là c'est un peu comme ci on me montrait un dipôle Z = 73Ω + 0j donc une résistance pur mais dont la description fait apparaître un déphasage courant et tension scratch

Si l'impédance de 73Ω + 0j est locale alors à cette localité courant et tension devrait être en phase comme pour une résistance !?

En espérant être clair.

A+
Vincent
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do1jml

do1jml

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MessageSujet: Re: Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement    Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   EmptyJeu 28 Jan - 8:43

Le déphasage pour une impédance imaginaire est temporel: quand l'intensité varie, la tension varie mais avec du retard ou vice-versa.
Là, il s'agit d'un déphasage spatial. Tu as juste une représentation à un instant t. En plus le dessin est inexact, la tension au bornes d'alimentation n'est pas nulle, elle est égale à R*I.

L'intensité diminue le long du brin, pour devenir zéro quand il n'y a plus de brin (normal). La tension le long du brin n'a pas vraiment d'existence physique, on ne peut pas la mesurer. Si tu branches un voltmètre sur le brin, tu rajoutes un câble avec sa propre vitesse de propagation, tu ne peux donc pas mesurer ce qui est sur le dessin qui correspond à la situation globale à un instant donné, vue de manière instantanée.

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F5TYH

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MessageSujet: Re: Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement    Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   EmptyJeu 28 Jan - 10:16

Bonjour et 73 à tous.
Et la tension aux 2 extrémités du dipôle peut être très élevée. Il m'est déjà arrivé d'avoir des amorçages d'arcs à ce niveau à cause d'un isolateur défaillant

_________________
cw
73 de
F5TYH Luc
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Vincent



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MessageSujet: Re: Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement    Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   EmptyJeu 28 Jan - 10:16

Bonjour do1jml,

do1jml a écrit:
Là, il s'agit d'un déphasage spatial. Tu as juste une représentation à un instant t. En plus le dessin est inexact, la tension au bornes d'alimentation n'est pas nulle, elle est égale à R*I.

Et ça change tout ! Je comprends et j'ai donc mal interprété ce que j'ai vu dans beaucoup de vidéo de vulgarisation.

Si j'avais plutôt vu un tel dessin, mon raisonnement ne m'aurait jamais emmené vers cette question.

Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   Unname10

Merci à toi.
A+

Vincent

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F1AMM

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MessageSujet: Re: Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement    Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   EmptyMer 24 Fév - 5:45

Vincent a écrit:

Mais ça me pose un problème de définition :
D'où vient ce déphasage courant/tension si l'impédance est réelle (73Ω + 0j) à la résonance ? Sauf erreur de ma part dans une impédance purement réelle il n'y a aucun déphasage. Ou alors l'impédance de 73Ω n'est pas réelle mais bien complexe.

Je crois que ton erreur de "raisonnement" est là. Une antenne, même en supposant qu'à l'endroit ou elle est raccordée au câble coaxial présente une impédance de (73Ω + 0j), n'est pas une ligne de transmission. Dans une ligne de transmission, et c'est évident si ce sont des fils parallèles, on fait en sorte que les effets des courants instantanés qui circulent dans un sens soient annulés par les effets des courants qui circulent dans l'autre sens. Ainsi une ligne de transmission est faite pour ne pas rayonner bien que son impédance caractéristique soit elle aussi de (73Ω + 0j). L'impédance caractéristique est, un peu, un abus de langage.

Une antenne, au contraire, on veut qu'elle rayonne et on va la concevoir géométriquement pour que les effets ne s'annulent plus. C'est le cas d'un doublet alimenté en son centre. Il va y avoir propagation (le terme est ambigu car dans ce cas il indique que l'onde progresse) le long du fils d'antenne, en gros à la vitesse de la lumière. Il s'en suit qu'à un moment donné (instantané) la tension et le courant ne sont pas identiques en tous points du fils d'antenne. L'intérêt c'est que l'effet de ce qui se passe à un endroit n'est pas compenser par un effet de ce qui se passe à un autre endroit. Il s'ensuit que l'antenne rayonne. Ca veut dire qu'on lui envoie de l'énergie qui n'est pas transformé en chaleur dans l'antenne mais qui néanmoins disparaît dans l'espace sous forme d'une onde électromagnétique qui, elle, se propage aussi à la vitesse de la lumière. Les  (73Ω + 0j) du centre de l'antenne représente la résistance de rayonnement mais là aussi c'est un abus de langage car c'est un équivalent à une résistance sans en être une vraie.

Le phénomène est complexe car ce qui se passe très proche de l'antenne ne correspond pas au champ électromagnétique constatable à distance, ce qui n'arrange rien à la compréhension des phénomènes.  En électricité on aime beaucoup les "équivalents" car ça matérialise des étapes dans les calculs mais, du coup, comme c'est en général virtuel, ça embrouille tout pour le profane. En gros, c'est un jargon pour initiés.
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F1AMM

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MessageSujet: Re: Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement    Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   EmptyJeu 1 Avr - 7:49

F4HQC a écrit:

L'impédance est de 73 Ohm au point d'alimentation si l'antenne est correctement taillée par rapport à la fréquence de l'onde émise.

Quand nous approchons des extrémités, nous sommes en présence d'un circuit ouvert du point de vue de la HF, si le circuit est ouvert, aucun courant ne peut plus circuler ce qui signifie que l'impédance est très élevée.
Réciproquement pour la tension, au centre, là ou l'impédance est basse la tension est minimum puis au fur et à mesure que l'on s'approche des extrémités elle remonte jusqu'au moment ou elle est si élevée que tout se passe comme si le circuit était ouvert. A cet endroit la tension est donc maximum.

Comme je suis dans des expérimentations sur mon antenne, je reviens sur ce sujet. Les 73 Ohms : OK; La haute impédance en extrémité : ok et ça me pose un gros problème par rapport à mon projet de trappes.

Les longueurs de cuivre que j'ai actuellement sont un peu n'importe quoi car, une fois coupé, deux fois trop courts. C'est sur la répartition des tensions le long de l'antenne que je m'interroge. Un chose est quasi certaine c'est qu'en extrémité, le long de l'isolateur, le courant est localement nul. Mais la tension ?

Supposons une antenne qui fait 3 demi-ondes donc chaque brin 3 quarts d'onde. On va avoir deux ventres de tension. L'amplitude sur ces deux ventres serait-elle identique ou dégressive en allant du centre vers l'extrémité du fait, par exemple, du rayonnement en cours de route. Je ne peux pas faire de mesure à ce niveau.

La longueur des mes brins étant quelconque (ou presque), je fais "pomper" mon antenne en ajoutant un adaptateur LC en 'L', au centre où est le coaxial. Ca marche et j'arrive à ce que mon antenne, sur une fréquence (+ le filtre) fasse 50 ohms. Dans ce cas l'extrémité est probablement toujours un ventre de tension ? mais comme le brin fait plus que le quart d'onde...

J'ai fait des mesures comparatives avec un très bon symétriseur que j'avais fabriqué sur le principe d'un transformateur de  Ruthroff (je cite : théorie des lignes couplées au transformateur à lignes en considérant que l’enroulement primaire et l’enroulement secondaire sont deux lignes couplées en milieu magnétique). Dans la bande 1-15 MHz ce symétriseur, constitué par 3 fils émaillés vrillés et enroulés sur un petit tore est parfait (courbe au VNA mais je suppose qu'il ne tiendrait pas la puissance); j'ai donc fait des mesures comparatives avec et sans symétriseur. Je n'observe quasi aucune différence avec 10 m de descente en coaxial 50 ohm et une mise ) à la terre en bas du coaxial.

Quelles sont vos observations sur ces sujets?
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do1jml

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MessageSujet: Re: Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement    Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   EmptyJeu 1 Avr - 8:37

F1AMM a écrit:

Supposons une antenne qui fait 3 demi-ondes donc chaque brin 3 quarts d'onde. On va avoir deux ventres de tension. L'amplitude sur ces deux ventres serait-elle identique ou dégressive en allant du centre vers l'extrémité du fait, par exemple, du rayonnement en cours de route. Je ne peux pas faire de mesure à ce niveau.

L'amplitude est effectivement dégressive puisqu'il y a moins d'énergie.

F1AMM a écrit:
La longueur des mes brins étant quelconque (ou presque), je fais "pomper" mon antenne en ajoutant un adaptateur LC en 'L', au centre où est le coaxial. Ca marche et j'arrive à ce que mon antenne, sur une fréquence (+ le filtre) fasse 50 ohms. Dans ce cas l'extrémité est probablement toujours un ventre de tension ? mais comme le brin fait plus que le quart d'onde...

L'intensité est nulle à l'extrémité. La tension est ce qu'elle est: plus élevée que un peu plus loin de l'extrémité. C'est pour cela qu'on l'appelle "ventre", ce qui ne veut pas dire qu'elle ne serait pas plus élevée pour un brin résonnant.

F1AMM a écrit:
j'ai donc fait des mesures comparatives avec et sans symétriseur. Je n'observe quasi aucune différence avec 10 m de descente en coaxial 50 ohm et une mise ) à la terre en bas du coaxial.

C'est exact. La présence de courants de gaine et donc d'un troisième conducteur qui s'ajoute au dipôle ne va pas nécessairement changer l'impédance du système global. Cela dépend de la longueur de ce troisième conducteur qui conditionne son impédance d'entrée vue du dipôle.
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F1AMM

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MessageSujet: Re: Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement    Répartition courant / tension sur dipôle demi-onde, besoin éclaircissement   EmptyJeu 1 Avr - 9:26

Ca a commencé à merdouillé quand j'ai tenté de placer une trappe. Evidemment, au mieux, je peux mesurer la résonance de la trappe isolée, (sur l'établi). Evidemment s'il y a trappe c'est qu'il y a (ou aura) du fil au delà de l'isolateur. La présence de ce fil modifie la fréquence de résonance du dipôle et pas qu'un peu. Elle passe de 12.2496 MHz pour le doublet (2x5.54 m) à 11.833 MHz quand je rajoute, derrière l'isolateur du doublet, une fil de  2x7.63 m sans connexion évidemment et isolé au bout. J'ai cru à un couplage par mutuelle inductance mais impossible de compenser par une self au niveau de l'isolateur de jonction. En réalité même un tout petit condensateur (0.8 pF) modifie tout, du fait certainement de la haute impédance local. Je pense qu'en fait le bout mort rayonne et que l'impédance de couplage est complexe (du R et du réactif).

Mais alors comment déterminer les caractéristiques de la trappe. Pour mes essais il faudrait que le bouchon résonne sur 11.833 MHz une fois en place mais quelle est le réactif que va me mettre l'antenne au borne de la trappe. En d'autres termes, sur quelle fréquence faut-il faut accorder la trappe, sur l'établi, pour que, une fois en place, ce soit bien devenu un bouchon à 11.833 MHz. ?

That's the question
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