Unas preguntillas: En un transformador de red (240V - 24V) con su ratio 1:10, ¿por qué se ponen 100 espiras en el secundario y 1000 en el primario (por ejemplo) pudiendo poner 1 en el secundario y 10 en el primario?
¿Cuáles son los factores que influencian principalmente en la respuesta en frecuencia de un transformador? ¿Qué ventajas tiene el comprarse un transformador de señal sobre hacérselo en casa con su hilo y su núcleo de ferrita (o de aire)?Hola Setlis:
Cuando deseas transmitir potencia electrica del primario al secundario de un transformador, recuerda que lo haces por un intermedio, que es la conversión de ella energía magnética, es decir, esquematicamente:
Enr.Electr (Pri) => Ener.Magneti => Enr.Electrica (Secun)
En función de cuanta energía magnética deba existir, así deberá ser el magnetismo existente en el nucleo y ello estará en relación con la fuerza magnetizante del primario que dependerá de la cantidad de espiras existentes. Tal cantidad se calcula por medio de varias consideraciones que son, entre las principales: la potencia del transformador, una densidad de corriente admisible en el cable de cobre, caracteristicas del nucleo y la exigencia para él de que trabaje en la zona lineal de curva de magnetización (histeresis) del tipo de chapa que forma el tansformador y sin excesivo calentamiento. Cuando se busca un compromiso entre todos los factures enumerados se llega a unas reglas concretas para cada tipo de chapa que conviene mantener. Si te apartas de ellas no necesariamente ha de funcionar mal, pero puede que su estabilidad a largo plazo no sea la óptima y reportará dificultades... exceso de calentamiento, vibraciones de las chapas, campos magneticos dispersos excesivos, etc.
La respuesta en frecuencia está, nuevamente ligada al tipo de chapa. En un ciclo de corrriente alterna y por tanto de magnetismo (histeresis), la chapa tiene perdidas en calor por efecto de Focault (tanto mas pequeñas conforme más cerrado es el ciclo de histeresis del material empleado). Si el ciclo se recorre 50 veces por segundo las perdidas son la mitad que si lo hacen a 100 etc. Con un acero al silicio adecuado se pueden lograr frecuencias altas, pero tiene un límite cercano al superior del audio. Si quieres subir la frecuencia de trabajo y portanto, muy importante, el rendimiento, se necesitará un núcleo con menos pérdidas y esto obliga a que ya sea de algún tipo de ferrita, tanto más densa, conforme menor sea la frecuencia; así por ejemplo, un transformador de ferrita que debiera trabajar a 1 Mhz debería ser fabricado con una ferrita "más ligera" que otro a menor frecuencia... y entiende como más ligera aquella en que la magnetización -y con ello la materia magnetica- estuviera más dispersa, siempre, como te indicaba, tratando de minimizar las perdidas en calor.
Saludos.
La resistividad del cobre + la saturacion y la permeabilidad del nucleo .
Si existiera un material que no se saturara y con permeabilidad altisima podrias hacer transformadores con 10 vueltas (o menos) en el primario. Tambien si existiera alambre superconductor a temperatura ambiente y extremadamente delgado podrias tener un transformador de 10 kVA del tama=F1o de un transformadorcito de radio de 300mA.
ta en
Primero la permeabilidad del nucleo, que varia con la frecuencia, despues el efecto pelicular y la capacidad entre espiras.
leo de
La rapidez.
Eduardo.
Entonces, según puedo entender desde las explicaciones de Joaquín y Eduardo, el comportamiento principal de un transformador está determinado por las características magnéticas de su núcleo y después por las características eléctricas y comportamientos parásitos del hilo de cobre utilizado. Para transformadores de potencia los problemas principales son un excesivo campo magnético que pueda saturar el núcleo y los problemas de calentamiento del bobinado y el núcleo. En cambio, para transformadores de señal (baja potencia, media/alta frecuencia) el problema aparece en que la permeabilidad magnética depende de la frecuencia.
Gracias por los comentarios. Echaré un vistazo a ver qué más encuentro sobre núcleos magnéticos.
do
cobre
de
de
No, en transformadores para alimentacion, es decir, nucleo de hierro,entrada senoidal en 50/60Hz y tensiones habituales , ya estan dise=F1ados con una seccion de nucleo y una cantidad de vueltas que dejan al nucleo al comienzo de la saturacion (entre 12000 y 25000 Gauss segun el material) En estos transformadores, la permeabilidad del nucleo es lo suficientemente alta como para que la corriente de vacio salga 'naturalmente' baja, por lo que no se tiene en cuenta.
En los transformadores chicos, como al fabricante le interesa minimizar costos, se los dimensiona con un nucleo bastante saturado, para usar menos hierro y menos cobre, como consecuencia, la corriente de vacio es tan alta que el transformador vive caliente, no importa el consumo, y si la tension en el primario llega a subir un poco (de 220V a 250V p.e.), se recontra-satura -> calienta mas -> se quema.
Otra cosa son los bobinados para audio, pulsos o RF , ahi se agregan factores como la permeabilidad, la histeresis, capacidad entre espiras , etc,etc.
Eduardo.
tro
Hola Seti:
En lo que escribes :
Hay un pequeño error. La permeabilidad del material magnetico, es decir, la "mu", no depende de la frecuencia, es una magnitud practicamente independiente de ella, como también lo es la constante dielectrica "epsilon" de un material aislante.
Lo que si depende de la frecuencia es la cantidad de veces que se describe el ciclo de histeresis por segundo y es posible demostrar que su area interna es una medida de la energía perdida en calor, pero la "mu" como tal no depende de la frecuencia.
Por otra parte, tal como te dice Eduardo, en su afan de ahorrar lo más posible, en muchos transformadores pequeños, el hilo no es de cobre sino de aluminio "duro".
Si te interesa el tema de transformadores, hace muchos años, Marcombo publicó un libro de autor alemán que si la memoria no me falla se llamaba algo así como "construcción de pequeños transformadores " estaba dedicado tanto a transformadores de tensión como de audio. El libro era una pequeña joya con una pléyade de recetas y trucos para construir transformadores de todo tipo. Quizá en una buena biblioteca de tu ciudad pudieras encontrarlo.La información que hay en él te convertirá en un experto constructor, además la teoría explicada es la justa e imprescindible para entender el tema, no cae en la tentación de "las orgías matemáticas" de algunos autores.
Saludos.
"Setis" escribió en el mensaje news:Xns98E3C87B76D4Chnd17hotmailcom@62.42.230.21...
Muy buenas al grupo!!!
Yo lo veo de una manera un poco mas sencilla, ya que por un lado tenemos la inductancia de la bobina, que cuantas mas espiras es mayor y por tanto como todos sabemos una bobina en alterna se comporta como una resistenciia, y por tanto la IMPEDANCIA en el circuito va a condicionar la potencia con la que se trabaje.
La energia ni se crea ni se destruye, solo se transforma y aunque es mas complejo por histeresis . permeabilkidad, y otras perdidas se podria tener un simil a este para comprender lo del numero de espiras y porque es mayor un transformador 120/220 v de 500 VA que otro de igual tensiones y 1500VA, perdon y al grano.
De lo dicho si tengo un primario cuya impedancia (Z) determina la intensidad a su traves (I) al que tengo que el votaje aplicado (V) crea un campo magnetico que inducira en el secundario dependiendo de la relacion de espiras un Voltaje Vs que por la construccion del secundario con impedancia Zs permitira una corriente Is.
Por eso no solo varia el numero de espiras sino que tambien la seccion del alambre empleado a fin de conseguir la inductancia que se necesite.
Bueno gracias por su tiempo y a seguir todos aprendiendo con todos.
Juan Carlos
"Setis" escribió en el mensaje news:Xns98E3C87B76D4Chnd17hotmailcom@62.42.230.21...
Muy buenas al grupo!!!
Yo lo veo de una manera un poco mas sencilla, ya que por un lado tenemos la inductancia de la bobina, que cuantas mas espiras es mayor y por tanto como todos sabemos una bobina en alterna se comporta como una resistenciia, y por tanto la IMPEDANCIA en el circuito va a condicionar la potencia con la que se trabaje.
La energia ni se crea ni se destruye, solo se transforma y aunque es mas complejo por histeresis . permeabilkidad, y otras perdidas se podria tener un simil a este para comprender lo del numero de espiras y porque es mayor un transformador 120/220 v de 500 VA que otro de igual tensiones y 1500VA, perdon y al grano.
De lo dicho si tengo un primario cuya impedancia (Z) determina la intensidad a su traves (I) al que tengo que el votaje aplicado (V) crea un campo magnetico que inducira en el secundario dependiendo de la relacion de espiras un Voltaje Vs que por la construccion del secundario con impedancia Zs permitira una corriente Is.
Por eso no solo varia el numero de espiras sino que tambien la seccion del alambre empleado a fin de conseguir la inductancia que se necesite.
Bueno gracias por su tiempo y a seguir todos aprendiendo con todos.
Juan Carlos
Hola Juan Carlos:
Lamentablemente el razonamiento que planteas no es adecuado.
Sea primero quizá el punto más vidrioso...
No puedes razonar viendo al primario como una bobina exclusivamente, si así fuera sólo tendrías potencia reactiva en el primario (VAR) y necesitas tenerla activa (W) o si lo prefieres aparente (VA).
Para que puedas verla así en el primario debes estudiar como se "refleja" el circuito secundario en el primario y tal reflejo involucrará la carga aplicada al secundario, la bobina del secundario y el generador de tensión existente en el secundario y debido al primario..
Sé que es una tentación grande ver el primario como una bobina, en el fondo lo es, como negarlo, pero no una bobina "pura y dura". Quizá un tratamiento como cuadrupolo del transformador sería lo adecuado, si bien, como es natural, las simplificaciones siempre haran acto de aparición y reducirán la complicación matemática.
Recibe un cordial saludo.
Te dejas por el camino el acoplamiento entre primario y secundario. La corriente que se induce en el primario es proporcional a la suma de su propio campo magnético (autoinductancia) y al campo magnético generado por el secundario (inductancia mútua). Por reciprocidad, ídem para el secundario. De ahí que a mayor potencia, aumenten por igual las secciones de ambos devanados.
La seccion del hilo (resistencia del mismo) no influye en la inductancia.
Saludos, Jorge
"Juan Carlos" escribió en el mensaje news:kD%Eh.1385$ snipped-for-privacy@news.ono.com...
en
de
la
como
por
intensidad
impedancia
Hola Jorge:
Tienes todísima la razón,, es una pifia imperdonable y además juega un papel vital, sobre todo en alta frecuencia regulando la Q.
Gracias por la corrección.
Un saludo.
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