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Hi-Fi d'epoca: alimentatori negli apparecchi a valvole, radio e amplificatori

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valvole in una radio d'epocaQuesto articolo nasce con l'intenzione di fornire una serie di informazioni relative ad apparecchiature a valvole, ricevitori e amplificatori, d'epoca, con particolare riferimento alla sezione di alimentazione.
Tutti gli apparecchi a valvole richiedono più tensioni per il loro funzionamento: tensioni alternate e tensioni continue; i valori variano ampiamente in funzione delle caratteristiche di potenza e/o fedeltà dei medesimi. Un tempo gli apparecchi radio funzionavano con batterie a pile come gli attuali ricevitori a semiconduttori, successivamente si passò all'alimentazione di rete. Le tensioni di alimentazione sono di due tipi: per i filamenti, normalmente di tipo alternata, per le anodiche, in corrente continua. Si va da 6.3 -12.6 V dei filamenti a 100 - 300 V per le anodiche; di conseguenza altrettanto differiscono le caratteristiche degli alimentatori.

Una prima suddivisione:

  1. alimentatori a rete diretta;
  2. alimentatori ad autotrasformatore;
  3. alimentatori a trasformatore di tensione;
  4. alimentatori a pile;
  5. alimentatori duplicatori di tensione;

Una seconda in base al raddrizzatore:

  1. alimentatori a valvola;
  2. alimentatori a selenio;
  3. alimentatori a diodi al silicio;

Una terza:

  1. alimentatori a semionda;
  2. alimentatori ad onda intera;

Gli alimentatori a rete diretta, autotrasformatore ed a duplicatori di tensione, vengono impiegati su apparecchiature di livello e di potenza inferiori; presentano il grave difetto di non isolare il telaio dalla rete di alimentazione, costituendo, per questo motivo, una fonte non indifferente di rischio per le persone che dovessero, anche con l'apparecchio spento ma con la spina inserita, venire a contatto con il telaio o con altre parti sotto tensione; in questo caso è determinante la posizione della spina nella presa di corrente.

L'alimentazione a batteria - negli apparecchi portatili - e quella a trasformatore sono estremamente più sicure essendo il telaio elettricamente separato dalla tensione di rete.

Per quanto riguarda invece il tipo di raddrizzatore i risultati sono simili, ma i raddrizzatori al selenio e al silicio, a parità di funzione, consentono un risparmio per il minor ingombro unito al minor consumo di energia.

La terza suddivisione è riferita all'impiego di rettificatori o raddrizzatori; quando è possibile questi ultimi sono preferibili, perché permettono di ottenere una corrente continua "pulita"; con i circuiti a semionda è tuttavia possibile conseguire risultati accettabili, con bassi residui di alternata (che genera ronzio) utilizzando condensatori di filtraggio con capacità più elevate. Anche l'impiego di induttanze L, nel filtro, al posto delle più economiche resistenze, migliora il risultato finale.

schema alimentatore a semionda

alimentatore a semionda a valvola, a diodo rettificatore, o diodo al selenio. A trasformatore
(i diagrammi sono puramente indicativi)

schema alimentatore a onda intera

alimentatore a onda intera, a valvole, diodi rettificatori o diodi al selenio. A trasformatore con secondario a presa centrale
(i diagrammi sono puramente indicativi)

schema alimentatore a onda intera con valvola biplacca

alimentatore a onda intera con valvola raddrizzatrice biplacca. A trasformatore secondario a presa centrale. Il circuito di filtro è uguale a quello dello schema precedente

schema alimentatore a semionda ad autotrasformatore

alimentatore a semionda a valvola rettificatrice, ad autotrasformatore con tensioni di ingresso variabili

schema alimentatore a semionda a tensione di rete

alimentatore a semionda, alimentato direttamente dalla tensione di rete

schema alimentatore a batteria

alimentatore a batteria

schema alimentatore a duplicatore di tensione

alimentatore a duplicatore di tensione; la tensione di uscita anodica è doppia della tensione alternata di ingresso

Per quanto riguarda l'alimentazione dei filamenti si presentano due possibilità: se il trasformatore o l'autotrasformatore possiedono l'uscita a 6.3 - 12.6 V, si possono alimentare i filamenti ponendoli in parallelo. E' ovvio che tutte le valvole devono essere adatte e che la somma delle correnti (e quindi la potenza) sia adeguata all'avvolgimento del trasformatore.
Esistono infine valvole che hanno resistenze del filamento e quindi tensioni di alimentazione più elevate; queste possono essere alimentate in serie, sia nei circuiti a trasformatore, autotrasformatore che a rete diretta, magari con l'interposizione di una adeguata R di caduta.

schema filamenti in parallelo

filamenti in parallelo, tensione uguale, corrente che cambia con la potenza di ciacuna valvola.
I = i1+i2+i3+i4

schema filamenti in serie

filamenti in serie, corrente uguale per tutte le valvole; tensione che cambia con la potenza di ciascuna valvola
V = v1+v2+v3+v4