VELOCITY FACTOR

VELOCITY FACTOR

By : Djoko Haryono

Velocity Factor dari ( dielektrik ) udara adalah 0.99971 , tetapi saya tidak / belum memiliki referensi tentang ( rumus ) untuk mengetahui seberapa perubahannya jika kelembaban , tekanan dan tingkat pencemaran berubah. Yanag ada hanya referensi bahwa itu semua ada pengaruhnya.

Saya sendiri terbiasa menggunakan “range” antara 0.90 – 0.99
( sebagai “titik terendah” / 0.9 umumnya saya pergunakan pada open wire line ).

Selain hal hal diatas , maka konstruksi dan “jumlah luasan” bahan spacer yang saya pakai kalau saya membuat air spaced/dielectric matching transformer , divider / splitter maupun coaxial ( yang biasa saya buat dari tube ) juga selalu saya kaitkan dengan velocity factornya , tetapi karena saya selalu berusaha membuat konstruksi yang “stabil” ( secara fisik ) meskipun jumlah spacernya selalu saya tekan agar “seminim mungkin” , maka saya selalu ( memberanikan diri ) memilih menggunakan angka2 tinggi diantara range tsb.

Sekali lagi , kuncinya adalah “meminimalisir jumlah/luasan spacer” ( dan tentu saja memilih bahan dielectric yang setinggi mungkin ( kualitasnya ) sesuai kemampuan kita.

Ada beberapa teknik untuk “meminimalisir” spacer tsb. yang mungkin lain kali bisa saya tuliskan ( salah satu contoh saja , misalnya untuk sebuah outer berbentuk pipa / tube , spacernya tidak harus “seluas” bentuk lingkaran sebesar OD nya , tapi bisa kita “per-kurus” sekurus mungkin –untuk memperluas bagian / porsi udaranya- dengan catatan tingkat kekurusan itu harus dalam batas mampu menjamin kestabilan mekanisnya ).

Untuk transformer ¼ lambda ( VHF ) saya biasa menggunakan hanya 4 spacer ( max. 5 ) dan itupun sudah termasuk 2 diantaranya sekaligus sebagai “penutup” ujung2 pipa / tube , sedangkan untuk UHF saya hanya gunakan 2 saja.

VF = Vp / c

VF di line = VF=1/√€ dimana € = konstanta dielectric dari material isolator.

Contoh :

Teflon konstanta dielectricnya = 2.1
VF = VF=1/√€ = 1/ 1.45 = 0.69

Jadi kecepatan rambat gelombang di coax dgn dielectric Teflon = 0.69 X kecepatan sinar atau 0.69 X 300.000.000 = 207.000.000 m/detik ( 128.616 mi/s )

Jika lossless line ( zero resistance ) yang dijadikan asumsi , velocity propagasi bisa dihitung :

Vp = 1 / √LC ft/s

Dimana pada perhitungan panjang dari line , satuan yang digunakan harus sama. Jika pada L satuan panjang yang digunakan feet di C juga dalam feet , demikian juga kalau meter , harus meter semua.

Contoh :

Sebuah coax menggunakan bahan tertentu unuk dielectricnya. Impedansi karakteristiknya 50 ohm.

Capacitance 30 pF / ft
Inductance 0.075 μH / ft ( = 5 nH / ft )

Berapakah VF dari coax cable tsb ?

VF = 1 / √75 x 10-9 x 30 x 10-12

= 67 x 108 ft / s

atau 126.262 mi / s atau 204 x 106 m / s.

Jadi VF = Vp / Vc = 204 x 106 / 300 x 106 = 0.68

Jarang ada barang ( coax ) modelnya seperti dalam foto tsb ? Apakah itu yg anda maksudkan ?

Kalau coax seperti itu kan ada banyak sekali. Semua station TV menggunakan model yg dielectricnya udara seperti itu. Demikian juga coax dgn "isolator udara diantara inner dan outernya juga banyak dipakai di station broadcast radio atau station2 radio lainnya yg bekerja dengan high power.

Innernya juga memang bolong / berlubang seperti itu ( akan percuma kalau dibuat pejal / padat karena bagian tengah / dalam konduktor tidak pernah dilewati RF/gelombang radio. Gelombang radio maunya hanya lewat disekitar kulit atau permukaan konduktor saja. Itu dikenal dengan istilah skin effect ( sifat gelombang yg hanya suka lewat disekitar "kulit" konduktor ).

Tidak harus dipakai oleh ham/amatir radio ( meski ada juga yg berekperiment demi lowest losses ) , tapi yang lebih penting bukan beli barangnya namun ilmunya.

Dengan mengerti dasar2nya , amatir bisa membuat sendiri coax ber dielectric udara ( saya sudah pernah membuat sendiri puluhan thn lalu tapi SAMASEKALI TIDAK PERLU SEBESAR ITU. Saya dulu membuat dari tube tembaga kecil sebagai outernya dan kawat tembaga sebagai innernya. Losses ( rugi2nya ) jelas jauh lebih rendah dari coax yg beli ditoko.

Jadi di amatir radio, pengetahuan dasar adalah jauh lebih penting dari sekedar "menginginkan selalu menggunakan barang / peralatan yg mahal". Itu menurut saya. ( kata Paul M. Segal kan "Amateur Radio is Progressive" ( terus belajar & mengembangkan ilmu ).