Filo litz vs. conduttore unico

[BrunoValente]

Vi risulta che il filo litz rispetto ad un conduttore unico di pari sezione complessiva, si comporti peggio se la frequenza supera qualche MHz e che peggiori drasticamente salendo ancora con la frequenza?

[Etemenanki]

Posso risponderti solo su quel poco che ho studiato (oltre 40 anni fa).

Il filo "litz" e' sempre stato considerato migliore del filo "solido" (singolo conduttore) all'aumentare della frequenza, perche' ogni singolo filo che lo compone e' isolato separatamente, e perche' lo spessore dei singoli fili e' inferiore alla profondita' dell'effetto pelle di un singolo conduttore, questo pero' solo fino ad un certo punto.

L'effetto pelle e' quando, all'aumentare della frequenza che attraversa il flo, la corrente alternata tende a scorrere solo sulla sua superfice ... questo effetto sale con l'aumento della frequenza, ad esempio, da una vecchia tabella che avevo, gia solo intorno ai 60KHz per il rame la "profondita' di pelle" e' di circa 0.25mm, se usassi un filo da uno o due mm, solo uno strato superficiale da 0.25mm sarebbe "attivo" nel condurre la corrente.

Con il filo "litz" essendo ogni singolo filettino che lo compone isolato dagli altri, ed essendo questi fili molto sottili, l'effetto pelle e' molto minore (assente fino a certe frequenze, poi c'e', ma molto meno che in un singolo conduttore), per cui molto piu rame e' "attivo" nel condurre corrente.

C'era poi anche qualcosa diriferito all'effetto prossimita' in un'avvolgimento, perche' il filo "litz" non e' semplicemente attorcigliato, ma intrecciato in un modo particolare, non ricordo ora come veniva ottenuto ma riguardava il fatto che ogni singolo fio occupa tutte le posizioni sia interne che esterne al fio intrecciato completo quindi si riduceva anche l'effetto prossimita' (ma lo ricordo solo in modo vago, questo).

Il tutto pero' aveva un limite, cioe' il fatto che intorno al MHz (e per frequenze piu alte), il comportamento peggiora proprio a causa del fatto che e' composto da tanti fili isolati intrecciati insieme (fenomeni di capacita' parassite e roba de genere), quindi si, e' meglio del conduttore singolo ma solo fino ad 1MHz, non a frequenze piu alte.

[EcoTan]

Per andare sicuri si può usare il rame argentato.

[Etemenanki]

Ho provato a cercare nei miei vecchi quaderni, negli appunti che mi facevo come promemoria, alcuni non li trovo piu, altri danno dati che avevo misurato empiricamente quando ancora trafficavo con le alte frequenze (misure fatte da hobbysta, non in laboratori controllati, prendile per quello che valgono).

Ad esempio, avevo usato i fili "litz" fino a circa 2 MHz, massimo 2 e mezzo, superandoli iniziavano ad avere comportamenti peggiori del semplice filo argentato, e sopra i 3MHz tali peggioramenti diventavano abbastanza evidenti, per cui da li in su sempre fili argentati.

Peraltro, sopra i 35 / 40 MHz, anche quelli iniziavano a creare problemi se non si progettava tutto quanto in modo da avere impedenze da 50 o 75 ohm nella maggior parte dei punti degli assemblaggi (se non in tutti, anche se a volte non era possibile) ... la stessa cosa succede con le piste degli stampati, da una vecchia tabella leggo ad esempio, che un tratto di filo diritto da 10cm (o il suo equivalente come pista di uno stampato) in DC dovrebbe avere un'induttanza di circa 0.08uH ... reattanza nulla in DC, trascurabile con frequenze audio, ma se si sale in frequenza aumenta, a 30MHz ad esempio mi da circa 16 ohm di reattanza, il che non e' piu trascurabile in alcune condizioni.

Peraltro al di sopra di certe frequenze, ci sono pure i problemi di accoppiamento con fili o piste adiacenti (chi si ricorda i vecchi tuner TV VHF-UHF che lavoravano fra 40 e 960 MHz, dove gli accoppiamenti fra diverse sezioni UHF erano a volte fatti con pezzi di filo diritto da 1mm posizionati uno di fianco all'altro ?) ... se poi parliamo di frequenze ancora piu alte, bisogna cambiare proprio l'ottica con cui si progetta, non si tratta piu di "collego due circuiti con dei fili", ma di "devo creare una linea di trasmissione ad impedenza controllata anche solo per connettere due componenti" ... non parliamo poi di frequenze ancora superiori, 30 o 40 GHz, dove perfino il materiale di supporto e la rugosita' superficiale delle piste e degli elementi interferisce, e serve usare programmi appositi che possano tenerne conto anche solo per iniziare a lavorarci (non e' solo per estetica che di solito quel tipo di circuiti sono fatti con stampati di teflon e piste tutte pesantemente dorate)

[esisnc]

Vi risulta che il filo litz rispetto ad un conduttore unico di pari sezione complessiva, si comporti peggio se la frequenza supera qualche MHz e che peggiori drasticamente salendo ancora con la frequenza?

Caso mai è il contrario. Il filo Litz si usa proprio negli avvolgimenti dei componenti magnetici in elettronica di potenza che funzionano a centinaia di kHz e fino al MHz perché il filo di rame pieno offrirebbe a quelle frequenze una resistenza equivalente elevata per effetto pelle. Le bobine delle MF e di accordo nei gruppi di sintonia delle radio a valvole, se ti ricordi, erano tutte avvolte "a nido d'ape" e con filo Litz.........
Se si sale ancora di frequenza allora si usano fili di rame pieno o tubi con rivestimento galvanico in argento.