CARICO FITTIZIO LUMINOSO

INTRODUZIONE

Chi possiede un trasmettitore commerciale o autocostruito deve talvolta valutare la potenza elettrica ad alta frequenza emessa dall'apparato. E ciò accade sempre in occasione di periodici controlli, di messa a punto o taratura del trasmettitore stesso, per i quali ci si serve di un carico fittizio, in grado di sostituire l'antenna radiante. Ma come si effettua in pratica la misura della potenza erogata? Qualcuno potrebbe pensare di collegare, all'uscita del trasmettitore, una resistenza di valore pari a quello del carico nominale, che si aggira generalmente intorno ai 50 ohm, per misurare poi la tensione a radiofrequenza presente sui terminali ed applicare la nota formula:

 W = V² : R

Ma questo sistema avrebbe un significato valido soltanto se il trasmettitore erogasse un segnale perfettamente sinusoidale e con un solo e preciso valore di frequenza. Pur ricordando che un tale procedimento sarebbe irto di difficoltà, dato che imporrebbe l'uso di un voltmetro AF, in grado di coprire la banda interessata, che non tutti posseggono per il suo costo elevato.
A questo punto, comunque, dobbiamo ricordare che gli apparati trasmittenti erogano, generalmente, forme d'onda complesse, per le quali servirebbe l'impiego di un voltmetro selettivo RF, come ad esempio l'analizzatore di spettro, che consentirebbe la misura di ogni singola componente sinusoidale in cui si può immaginare di scomporre il segnale; successivamente si potrebbe sommare i risultati e finalmente conoscere il valore della potenza del segnale. Eppure, anche volendo programmare questa lunga, costosa ed assurda via di misura e calcolo, difficilmente si riuscirebbe a percorrerla sino in fondo, perché i segnali non sono fissi, ma variabili e la lentezza del procedimento ne renderebbe impossibile il controllo.
Durante le operazioni di taratura di un trasmettitore, le grandi precisioni di lettura, ottenibili attraverso opportuni strumenti, non sono necessarie, mentre è sufficiente disporre di un segnale proporzionale alla potenza dissipata per effettuare una soddisfacente messa a punto degli apparati trasmittenti. E questo segnale può essere quello offerto da una lampadina ad incandescenza alimentata con una bassa tensione.

COMPORTAMENTO DELLA LAMPADINA

Ogni lampadina ad incandescenza è composta da una piccola spirale di tungsteno immersa in un'atmosfera inerte e racchiusa in un bulbo di vetro. Quando è percorsa da corrente, la spiralina si riscalda e dopo aver raggiunto una temperatura superiore ai 2.600 °C, emette una radiazione luminosa proporzionale alla propria temperatura. La lampadina, tuttavia, non può essere collegata direttamente sui morsetti d'uscita del trasmettitore, perché essa non rappresenta un carico lineare. Infatti, il tungsteno, come tutti i metalli, ostacola il passaggio della corrente elettrica all'aumentare della temperatura, ossia presenta un coefficiente di temperatura positivo. E ciò significa che, con l'aumentare della temperatura, aumenta la resistenza elettrica della spiralina della lampadina. 

Fig. 1 - Il valore in ohm della resistenza del filamento di ogni lampadina ad incandescenza varia col variare della temperatura della spira durante il passaggio dalla condizione 1 (lampadina spenta) alla condizione 3 (lampadina accesa).

In figura 1 è dimostrato il comportamento di una lampadina da 6 V - 50 mA nelle tre condizioni di "spenta" (1), "semiaccesa" (2), "accesa" (3). Fra le due condizioni estreme, il filamento subisce un'escursione termica di 3.000 °C, con una enorme variazione della resistenza della spira di tungsteno nelle tre condizioni di impiego. L'analisi del comportamento della lampadina, fin qui esposta, porta a concludere che questo componente non può rappresentare un carico lineare per il trasmettitore, in quanto tende ad assorbire una corrente di valore costante (ogni aumento di corrente viene compensato in parte da un aumento resistivo del filamento). Dunque, per poter utilizzare la lampadina come carico fittizio del trasmettitore, è necessario minimizzare le conseguenze delle variazioni ora ricordate ed evitare l'effetto, pericolosissimo e presente a lampadina fredda, del cortocircuito. Ma c'è un ulteriore fenomeno da tenere in considerazione, ossia la sensibilità logaritmica e non lineare dell'occhio umano alla luce e alla natura di questa. Su tale comportamento della nostra vista, tuttavia, non ci soffermeremo, perché anch'esso, come gli inconvenienti già discussi, rimane minimizzato nel progetto del carico fittizio di tipo luminoso qui presentato.