Ampli a valvole: Cosa c'è dentro? Parte II

-CONDENSATORI:

E' costituito, nel caso generale, da due armature piane conduttive e perfettamente parallele separate da vuoto oppure da un materiale dielettrico (isolante).

In regime continuo il condensatore funziona grossomodo come una pila: Se viene applicata una tensione alle due armature, esso si carica e trattiene una quantità di energia proporzionale alla capacità. Nel momento in cui viene tolta tensione, istantaneamente, l'energia viene restituita al circuito.
In regime alternato invece, a causa delle continue cariche-scariche a cui sono sottoposte le armature, possiamo assimilare il comportamento del condensatore ad una resistenza variabile in frequenza; ovvero a frequenza e capacità alte si avrà una reattanza (resistenza) bassa mentre a frequenza e capacità basse si avrà un alto valore resistivo.

I principali dati forniti dal costruttore sono:

-Capacità: si misura in Farad ed indica quanta carica elettrica può immagazzinare il dispositivo.
-tensione di lavoro: Indica la massima tensione applicabile ai terminali, se questo valore viene superato, il dielettrico rischia di distruggersi a causa degli archi elettrici che possono crearsi tra le armature.

La capacità di un condensatore piano viene calcolata utilizzando la seguente formula:

C = Eo*Er*(S/d)
Dove:

C capacità
Er costante dielettrica relativa del materiale
Eo costante dielettrica del vuoto
S superficie di un'armatura
d distanza che divide le armature

Osservando la formula si evince che la capacità aumenta al crescere della superficie delle armature e al ridursi della distanza tra di esse. Altresì, essendo costante [Eo] (vuoto), la capacità aumenta anche in funzione della bontà del materiale dielettrico [Er]. Ai fini costruttivi, variando la geometria del componente e il tipo di dielettrico, è possibile ottenere i medesimi valori capacitivi sia da un condensatore con armature ampie sia da uno con dielettrico di ottima qualità ma con dimensioni inferiori. L'audacia nell'ottimizzare le dimensioni e la ricerca sui dielettrici da parte dei dei costruttori ha permesso di raggiungere brillanti risultati riguardo al problema della miniaturizzazione e affidabilità.

Esistono di conseguenza diverse varietà di condensatori in commercio e si differenziano, a pari capacità, per il dielettrico (polipropilene, polistirolo, mica argentata, carta-olio, ecc.) e per la tensione di lavoro.
Ogni condensatore possiede la sua peculiarità ad esempio stabilità in temperatura, tolleranza ridotta, stabilità in frequenza ecc. ed il compito del progettista è scegliere la tipologia corretta da applicare al caso specifico.

Vediamo i principali tipi di condensatore che possiamo trovare in amplificatori o chitarre:

- SPRAGUE ORANGE: (viene utilizzato frequentemente negli amplificatori come accoppiamento tra due stadi) riconoscibile per la forma 'cicciotta' e per il classico colore arancio. Ha una risposta molto trasparente e fedele. Gli sprague esistono anche nella versione ad alta capacità per stadi di alimentazione, in questo caso il loro colore è blu.

- ELETTROLITICI (utilizzati per la maggiore negli stadi di alimentazione) possiedono una elevata capacità. Il dielettrico è costituito da uno strato di ossido che viene a formarsi su di un'armatura grazie ad un processo di elettrolisi, per mantenere attivo lo strato sulla piastra è interposto un foglio imbevuto con un liquido elettrolita. Di conseguenza risulta polarizzato.

- CARTA OLIO i piu blasonati dai radioamatori e audiofili, i carta-olio hanno le due armature piane separate da carta imbevuta con olio, questi strati vengono poi arrotolati su sé stessi. Il risultato è la classica forma a cilindro con i terminali ai lati. Presenti in amplificatori vintage, dopo molti anni tendono ad andare in perdita a causa dell'evaporazione dell'olio interno o per infiltrazioni di umidità.
L'interno è simile al dielettrico come costruzione (ovviamente i materiali sono diversi)

- CERAMICI Il dielettrico è costituito da una 'pasticca' di ceramica, può sopportare alte tensioni di lavoro. Sono utilizzati spesso per il controllo di tono all'interno delle chitarre e soprannominati 'lenticchia', hanno un grande pregio: Costano poco e sono piccoli!

Ps non sono riuscito ad aprirlo in quanto si è sbriciolato tutto!

- POLIESTERE O FILM Il dielettrico è costituito da un film sottile in poliestere, le armature, sottilissime, sono create sul dielettrico tramite metallizzazione; il film metallizzato viene avvolto su di un supporto rigido. Sono condensatori comuni, utilizzati in svariate apparecchiature elettroniche.

-POTENZIOMETRI

Il potenziometro può essere usato come resistenza variabile, o come partitore di tensione regolabile. La stragrande maggioranza di parametri che andiamo a modificare nel nostro ampli, pedalino o chitarra è comandata da potenziometri.

Ai musicisti interessano essenzialmente tre tipi di potenziometro:

- Lineare: la resistenza aumenta o diminuisce proporzionalmente alla posizione del cursore.
- Log A: raggiungono circa il 30% del valore a metà corsa.
- Log B: raggiungono circa il 10% del valore a metà corsa.

I logaritmici sono i piu usati perchè seguono l'andamento dell'orecchio alla percezione sonora. I lineari sono impiegati sporadicamente nei controllo di tono, se usassimo un lineare per il volume alla prima tacca avremmo già un forte suono in uscita.

Esistono anche pot doppi, con switch integrati, no load e multigiro, analizzerò per semplicità il potenziometro piu classico visto che tutti i modelli derivano da quello ma hanno alcune funzioni in piu.

Vediamo l'interno:

E' interessante notare che i contatti striscianti sono due! siamo abituati a pensare che i problemi dei pot vengano sempre generati dall'elemento resistivo ma non è del tutto vero! Per consentire al pin centrale di ruotare in funzione dell'alberino, viene utilizzata un'altra pista concentrica a quella resistiva anch'essa soggetta ad usura. Tuttavia la pista del pin centrale è meno delicata di quella resistiva perché costruita in metallo(in questo caso la resistenza deve essere nulla), è bene ricordare questa particolarità quando si vuol pulire il potenziometro all'interno. La differenza di valore ohmico e la 'rampa' (logaritmica o lineare) sono dettati dalla percentuale di impasto resistivo depositato sulla pista.
Da non sottovalutare la possibilità di datare uno strumento vintage originale tramite il codice inciso sulla carcassa dei pot.

I problemi che affliggono i pot. li conosciamo bene...rumori vari ed escursione non lineare in certe regioni della rotazione. Detti problemi sono spesso causati dall'usura del componente resistivo o da infiltrazioni di polvere all'interno della carcassa, talvolta una spruzzata di spray per contatti è sufficiente a ripristinare il corretto funzionamento del dispositivo. Se non si notassero miglioramenti dopo il trattamento, il pot sarà inevitabilmente da sostituire

-RESISTENZE

Il componente elettronico per eccellenza! Il suo compito è di dissipare energia e opporsi al passaggio della corrente. Nel caso di un filo la resistenza totale è data dalla seguente formula:

R = Ro*(l/S)

dove:

R resistenza [ohm]
Ro costante resistiva del materiale
l lunghezza del conduttore
S sezione del conduttore.

E' interessante notare le analogie con la formula per il calcolo della capacità, anche per la resistenza si utilizza la proprietà intrinseca del materiale ed il rapporto tra le dimensioni. Esistono molti tipi di resistore, ho descritto di seguito i piu diffusi nel campo degli amplificatori per chitarra:

-A FILO: L'elemento resistivo è un filo avvolto su di un supporto cilindrico, essendo noto il materiale e quindi la costante resistiva, si calcolano lunghezza e sezione dell'elemento resistivo necessari a raggiungere il valore ohmico desiderato. Detto elemento verrà arrotolato a spirale su di un supporto cilindrico. Infine la struttura verrà annegata in involucro ceramico per garantire un'ottima dissipazione e stabilità del componente, questo tipo di resistore è molto preciso e può arrivare a parecchi watt in dissipazione.

-A FILM METALLICO: Il principio di costruzione è simile al resistore a filo, ma in questo caso viene usato dell'ossido metallico depositato su di un supporto ceramico. Vediamo nel particolare la realizzazione fisica:

Nella prima fase di lavorazione un cilindretto di ceramica viene completamente ricoperto da ossido metallico, successivamente si incide su di esso una spirale. L'incisione, asportando ossido conduttivo, crea un percorso obbligato per la corrente che sarà costretta a scorrere attorno al cilindro di ceramica come se passasse in un filo arrotolato.

Nella resistenza da 6k8 in foto il percorso da un reoforo all'altro risulta facile agli elettroni, ovvero, è breve e di grande sezione per la presenza di poche spire (il rapporto l/s risulta basso).
Viceversa nella resistenza da 100k, a causa dell'incisione con spire numerose e molto ravvicinate, gli elettroni saranno ostacolati dalla sezione ristretta e dal percorso molto piu lungo (rapporto l/s elevato). Il valore ohmico risulta ovviamente molto piu elevato, utilizzando peraltro il medesimo materiale.

Possiamo intuire che modificando il passo delle spire, si ottiene un ottimo range di valori ohmici partendo sempre dallo stesso supporto resistivo.

AL CARBONE: contiene al suo interno un impasto di grafite-carbone, in base alla percentuale dei due componenti si può calcolare il valore resistivo.

Bene! non mi resta che rimandarvi al prossimo articolo nel quale proverò ad aprire un trasformatore.... A presto!