Resistencias
Una carga artificial (dummy load) es un herramienta que tiene diferentes aplicaciones que requieran una carga equivalente a la que presenta la antena. Generalmente se utiliza para ajustar o reparar equipos. Se trata de un instrumento sencillo que se puede encontrar en los almacenes o que se puede fabricar fácilmente.
Disipador y caja
La resistencia o resistencias deben soportar la disipación de calor que supone aplicar una carga de RF en el extremo de la línea. Estas resistencias no deben ser inductivas (bobinadas). Por ejemplo, 20 resistencias de 1K en paralelo dan como resultado 50 ohmios. Con esta composición se puede construir una carga artificial de 40W con resistencias de 2W, y hasta un máximo de 100 W con resistencias de 5W. Si se montan en una lata y se sumergen en aceite mineral se puede incrementar la disipación y el tiempo de carga.
Se puede construir también una carga artificial para cargas mayores utilizando resistencias con disipador por contacto. Estas resistencias de óxido de berilio (BeO) se utilizan habitualmente como atenuadores de RF o terminales de carga. Aunque hay varios fabricantes, no es fácil encontrar este tipo de resistencias en las tiendas y hay que recurrir a Internet. Las opciones pueden ser 50R/250W, 50R/500W o 50R/800W o bien dos en paralelo de 100R de diferentes valores de disipación. Los precios se disparan de forma exponencial en función de la capacidad de disipación.
He encontrado un proveedor griego en Internet que ofrece diferentes tipos de resistencias de potencia de Diconex (Francia) y he comprado dos 100R/250W que me salen por 32,59 USD.
La carga artificial necesita un generoso disipador y un sistema de refrigeración y su uso no debe exceder a plena carga de unos segundos. Para construirla, he usado una caja minibox reciclada y un ventilador de 50mm de 3 euros.
Existe también una amplia oferta en el mercado. MFJ ofrece una carga artificial montada en una lata de aceite de hasta 2KW, se puede encontrar en AstroRadio. Palstar fabrica una carga seca de hasta 1,5KW, se puede encontrar en Proyecto 4. Naturalmente hay más ofertas en el mercado: cargas simples de cualquier potencia, para HF, VHF, UHF. Instrumentos de medida de potencia y ROE que incluyen una carga artificial que cubren todas las necesidades para bolsillos bien provistos.
He recibido un correo de Jacinto, un colega, en el que me hace algunas observaciones acerca del montaje que presento. Observaciones, que agradezco pues son correctas y que creo que debo exponerlas en el trabajo por si alguien lo toma como referencia.
La conexión a las resistencias en lugar de dos hilos, hubiera sido más ortodoxo utilizar cable coaxial para evitar el riesgo que supone la capacidad añadida. A pesar de ello, he utilizado la misma carga para probar un analizador de antena y la ROE que ha mostrado es 1.0:1 en todo el segmento de HF.
La disipación también es manifiestamente mejorable: con las resistencias más separadas la concentración de calor hubiera sido menor y la resistencia térmica entre las resistencias y el disipador hubiera sido menor si hubiese colocado tornillos en los dos terminales de cada resistencia en lugar de uno. Lleva uno por la dificultad de ajustar los tornillos auto-roscables sin romper. No obstante, el contacto es fuerte y la grasa de silicona termoconductora ayuda bastante. Lo cierto es que la carga soporta los 350 W que entrega el amplificador sin necesidad de poner en marcha el ventilador.
En cualquier caso, esta carga artificial es un montaje de compromiso para probar puntualmente el comportamiento de un amplificador a transistores de 350W PeP. Si alguien desea construir una carga permanente para el ajuste de amplificadores de mayor potencia les debo recomendar el montaje de PY2NE descrito en el blog de «Repetidora Sao Joao del Rei«.
EA2J 
Hace tiempo quise tener una carga artificial y lo único que parecía encontrarse eran unas cargas artificiales que creo había fabricado la Heathkit -que habia desapecido pero de la que era posible localizar sus productos- En relación con la carga artificial de la Heathkit, que era a modo de una lata de pintura con una resistencia en su interior, leyendo el manual te encontrabas con un curioso problema: te recomendaba encarecidamente que solo usaras para llenar la lata un enigmatico aceite sintetico que solamente fabricaba una desconocida empresa norteamericana y que, como mal menor, si no localizabas ese aceite, usaras aceite de «transformador electrico». Pero habia a la vez información de que el «aceite de transformador» era altamente toxico y lo mejor era no usarlo. Al final me decidí por lo clásico: hacer una carga poniendo un gran numero de resistencias de carbón de 2 watios paralelas y vigilar que no se calentaran en exceso. Posteriormente, por lo que lei y razonando, llegué a la conclusion de que aquello de los aceites especiales no tenia sentido -quizas lo tendria si tenias la carga en funcionamiento 24 horas al dia, todos los dias del mes, como un transformador electrico industrial, pero no periodos de treinta minutos o menos tres veces a la semana- y que cualquier aceite de lubricado de motor habría cumplido la tarea de refrigerar la resistencia de carga, no se si incluso hasta el agua destilada. Posiblemente si este «array» de resistencias de carbón se metiese en una lata en que hubiera aceite de motor soportaría bastante más carga sin problemas. Logicamente, hoy dia no tiene sentido ya que puedes comprar facilmente una resistencia de carga de carbón de muchos vatios
Yo tuve una carga artificial de Heatkit a finales de los años 60 del siglo pasado. Recuerdo que tenía una válvula, ¿Salida de gases?. Era muy sucia pues cogía polvo y se quedaba pegado HI…
La lata de MFJ parece la misma. El aceite es mineral, derivado del petróleo que se utiliza como refrigerante.
No creas que es fácil encontrar resistencias de potencia no inductivas salvo las que se utilizan como atenuadores de HF o terminales compuestas por BeO (Óxido de Berilio) y AIN (Nitruro de Aluminio).
Hola tengo 4 resistencias de óxido de berilio de 250 w 50 om
Quisiera hacer una carga de 1000 w y 50 om ¿¿ como tengo que conectarlas ?? EL disipador es de 25×15 × 4 cm de aluminio con 2 ventiladores suficiente para disipar todo el calor
S.C Gracias
Para interesados comento que los chinos, a través de Aliexpress y similares, venden este tipo de resistencia de carga, a modo de pastillas cuadradas unidaa a laminas metalicas gruesa atornillable. Yo he comprado 4 de 50 ohmnios y 250 W, a un precio muy bajo, unos 4 euros cada. con la idea de hacer una carga artificial poniendo 2 en serie, otras 2 tambien en serie, y a la vez estas dos series ponerlas en paralelo, con lo que en conjunto dan 50 ohmios, aunque aun no lo he montado. En Aliexpress estan en venta varios tipos de estas resistencias de alto wataje y aptas para RF que se pueden ver tecleando un ingles criptico: » Brida resistencias 250 vatios 50 ohm RF de terminación del microondas resistencia de carga ficticia 250 W 50 ohms EMC 32A1213F b…». Mi idea es hacer a modo de recipiente cubico de cobre con una lamina gruesa de cobre, que a la vez haga de masa, que se vende para grabados en cobre en tiendas de arte,, y en que en el interior de ese recipiente poner agua destilada para que al calentarse o al llegar a hervir disipe el calor que se produzca, y al otro lado de la lamina de cobre, es decir no dentro del agua, poner las cuatro resistencias con algo de grasa disipadora de silicona, cuidando que los taladros sean ajustados, con tornillo pasa chapa, para que no pierdan agua. (o algo similar en vez de con agua con aceite de motor pero aun no he decidido: hoy dia obtener un gran disipador de calor clasico es tarea casi imposible)
Tienes que conectar de a pares dos resistencias en serie (con lo que obtendrás dos circuitos de 100 ohms cada uno). Luego conecta esos dos circuios de 100 ohms en paralelo, con lo que obtendrás tus 50 ohms y 1000 W de disipación de potencia.
Es evidente Juan Carlos, pura ley de Ohm, el problema es cuánta potencia quieres que aguante la carga y cuánto estás dispuesto a gastar. Lo que propones se basa en utilizar resistencias de carga de 50/250W con un costo inicial de 43,10€. Puedes hacer lo mismo con dos resistencias de 100/500W en paralelo. En mi caso me bastaba con 500W 2 resistencias de 100/250W mucho más económicas. El costo de este tipo de resistencias es alto y no son fáciles de obtener, por lo menos en España.
Muchas gracias por tu aportación.
Enio EA2J (Ex EA2HW)
He comentado antes lo de poner 4 resistencias de carga chinas de 250W y 50 ohmnios en serie-paralelo, pero ojo, puede crear confusion este montaje: habria que aislar su masa de la lamina de cobre disipadora con micas o similar con lo que quizas el arreglo más correcto seria 2 Resistencias en paralelo con masa de ambas a lamina de cobre directamente lo que daria 25 ohmnios a la entrada comun de ambas, otras dos resistencia igual: tambien en paralelo pero ojo: ¡¡¡ la entrada y salida de RF de esta resistencia de carga comun que resulta al unir las cuatro no es la masa comun o lamina de cobre sino que es cada entrada comun de las dos en paralelo, no la lamina de cobre. Logicamente la opcion es poner una sola resistencia con su masa directamente unida a la lamina metalica de cobre disipadora ya que en teoria soporta 250 W. y en este caso si seria correcto que la masa sea la lamina de cobre que actua de disipador
Ok.
También mejora mucho la disipación si colocas entre el disipador y las R’s, una placa algo generosa de cobre. Digamos de unos 4 mm de espesor, muy pulida para que haga el mejor contacto térmico con el aluminio y, por supuesto, si te lo permite el presupuesto, pasta térmica con plata coloidal (de las que se usan en los microprocesadores de PC), entre R’s y cobre.
Yo tengo así construida una carga fantasma con una sola R de 52 ohms/250 W y le aplico 150 W de portadora continua por períodos bastante extensos.
Mejora mucho la disipación y el rápido enfriamiento de la R el uso de cobre y plata.
Muchas gracias Juan Pedro, muy interesante la aportación. Quizá sea necesario puntualizar algunas cosas:
Las especificaciones de estas resistencias indican que la potencia nominal que soportan es de pico y, por lo tanto, para un uso un poco más continuado, pongamos un minuto, requieren una refrigeración importante cuando se aplica la potencia máxima, tal como indicas en tu aporte.
Sin embargo, la necesidad de combinar resistencias en serie, partiendo de valores de 50 Ohmios, como indicas también, requiere un aislante que, aunque sea buen termoconductor como la mica y aunque apliques pasta de silicona, va a reducir la disipación.
Siguiendo las indicaciones que has aportado he encontrado dos referencias interesantes que reducen los costos: la primera una resistencia (atenuador) de 400 Ohmios/250W, por 5,06€ con lo que 8 en paralelo disiparían 2KW por 40,48€ + unos 14 de portes (54,48€).
https://es.aliexpress.com/store/product/Flange-Resistors-250-watts-400-ohms-31-1004-400-5-Peak-Power-2500-watts-RF-Microwave/711790_32889168467.html?spm=a219c.search0104.3.56.3a60579b2jdX7E&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_9_10065_10068_10547_319_10891_317_10548_10696_10084_453_454_10083_10618_10307_10820_10821_10301_10303_537_536_10059_10884_10887_321_322_10103,searchweb201603_50,ppcSwitch_0&algo_expid=23aeba8d-8448-45d7-8aad-ebe08590af41-8&algo_pvid=23aeba8d-8448-45d7-8aad-ebe08590af41&transAbTest=ae803_5
También se puede comprar una de 1KW/50 Ohmios por 56,23 € + 6,23 € de portes (62,46€). Son costos netamente inferiores que los Diconex. Las resistencias en paralelo no tienen ningún problema para ajustarlas en el disipador de aire incluyendo un ventilador, si es necesario, aunque también como indicas, se podrían meter en una lata de pintura con aceite mineral refrigerante.
https://es.aliexpress.com/store/product/Flange-Terminations-1000-WATTS-50-OHMS-DC-900-MHz-HIGH-POWER-Dummy-Load-Resistors-32A5001F-EMC/711790_32962652850.html?spm=a219c.search0104.3.30.4a6a59dct1BI0D&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_9_10065_10068_10547_319_10891_317_10548_10696_10084_453_454_10083_10618_10307_10820_10821_10301_10303_537_536_10059_10884_10887_321_322_10103,searchweb201603_50,ppcSwitch_0&algo_expid=2397ba13-23ff-4076-b269-e2cf9ff64ac6-4&algo_pvid=2397ba13-23ff-4076-b269-e2cf9ff64ac6&transAbTest=ae803_5
Estas son soluciones algo más costosas aunque más seguras. Bueno seguras hasta donde llega la información de los materiales empleados que es inferior, por supuesto, a la que aporta Diconex.
hola, como calculas la resitencia que tenes en la linea del transmisor a la antena??
No entiendo muy bien la pregunta. Normalmente utilizo cable coaxial con una impedancia conocida que suele ser de 50 ohmios. Todos los parámetros de la línea están especificados en la hoja de datos del fabricante.
Un buen aceite aislante para sumergir las resistencias, es el que contienen dentro los compresores de refrigerador. Cualquier amigo o vecino que se dedique a reparar refrigeración, nos puede proveer gratuitamente de ese aceite que tiene una muy buena capacidad dieléctrica.
Recomiendo filtrarlo o decantarlo unos días antes de usar, así como colocar en el fondo del recipiente un pequeño imán para que atrape eventuales pedazos de hierro que pudiera haber.
Heatkit tenía un kit compuesto por una lata como de pintura con las resistencias sumergidas en aceite.