¿Por qué el primario de mayor voltaje del transformador suele estar más cerca del núcleo y tiene los bucles más cortos?

Para los transformadores de bobina "concéntricos", encuentro que se usan ambos modos de uso, y los factores que influyen son los más probables (es posible que no todos se apliquen a su caso):

• Costo del material involucrado. Una corriente más alta necesita cables más gruesos, pero la misma cantidad de vueltas (y aún más gruesas si están en el exterior porque son más largas allí). Simplemente calcule lo que se necesita para el número de vueltas requeridas en la capa interna o externa, y luego haga una comparación. Me parece que cuanto más alto es el índice de reducción, más beneficioso es mantener los altos actuales dentro.
• pulsando. Una gran cantidad de transformadores tienen múltiples tomas. El posicionamiento preciso y el espacio para ellos es mucho más fácil en el exterior que en el interior.
• Modalidad de servicio y fallas. Los transformadores más grandes son en realidad tan caros que podría ser posible repararlos. Dependiendo de los modos de falla esperados, es más útil poner uno u otro devanado en el exterior.
• Los núcleos rectangulares pueden necesitar diferentes resistencias y propiedades del material, ya que las fuerzas internas son mayores que en los núcleos circulares. El aluminio podría ser más adecuado aquí que el cobre más suave. Por supuesto, esto se aplica solo a corrientes bastante altas (que se distribuyen de forma desigual en el conductor). Sin embargo, las consideraciones de fatiga del metal podrían alejarlo del aluminio aquí.

Tenga en cuenta que no los llamo lados secundarios / primarios sino de alto / bajo voltaje, creo que esos factores son más influyentes que la dirección en la que se usan.

Probablemente hay varias razones.

En primer lugar, el fabricante puede tener bobinas de bobinado primario enrolladas para toda una familia de transformadores que usan el mismo número de vueltas y el mismo tamaño de cable. Los secundarios se agregan según sea necesario de acuerdo con las especificaciones de salida.

En segundo lugar, es probable que siempre sea un cálculo simple de la resistencia total del cable frente a la longitud total. Las primarias del tipo de transformadores reductores que usted menciona tienen muchas más vueltas de cable de calibre más pequeño. Ponerlo cerca del núcleo tiene una mayor ventaja para una menor longitud total y, por lo tanto, menos resistencia total del devanado. Así que todo se reduce a un simple cálculo de compensación entre secundaria y primaria.

Podría imaginar que hay un cálculo que involucra la pérdida de tamaño del cable frente a la longitud total del devanado que se resuelve en el tamaño físico más bajo. La razón por la que vemos la mayoría de los transformadores reducidos con los primarios en el interior es porque el cómputo con mayor frecuencia gana de esa manera.

Recuerdo mis primeros años de la adolescencia cuando me alegré mucho de que los viejos transformadores de potencia de TV tuvieran bobinas secundarias que pudiera quitar y reemplazar fácilmente con las mías para alcanzar los valores de voltaje y corriente que quería sin tener que tocar la primaria. devanados

Busqué en Google "construcción de transformador de potencia" y copié varias imágenes: -

Creo que la mayoría de los transformadores de potencia pequeños y medianos tienen apilados primarios y secundarios uno al lado del otro: -

Aquí hay uno donde el primario (lado HV) está en el exterior: -

Yotro:-

Teniendo en cuenta las pérdidas de bobinado y la relación de giros, tiene sentido enrollar la bobina de bajo voltaje en el interior. En términos generales, la duración promedio de 1 vuelta "interior" podría ser la mitad de eso cuando se enrolla en el "exterior". Esto significa que el devanado externo es probablemente el doble de la resistencia del devanado interno para el mismo número de vueltas.

La resistencia del devanado de bajo voltaje se "ve" en el devanado de alto voltaje por la relación de la relación de vueltas al cuadrado y, dado que la corriente extraída del secundario se reduce por la relación de vueltas (no al cuadrado) sobre la principal tiene sentido mantener el devanado de baja tensión lo más corto posible.

Dos razones: Seguridad y eficiencia.

Seguridad: si el aislamiento del devanado primario se rompe, está mejor protegido del entorno externo (¡sus manos!) y más cerca de los componentes que probablemente estén conectados a tierra, es decir, la pantalla de devanado (donde se emplea una pantalla) . Por lo tanto, una avería primaria debe conectar en vivo a la tierra, interruptores automáticos o fusibles.

Eficiencia. (1) El devanado más cercano al núcleo está más estrechamente acoplado a él, produciendo el campo de magnetización con menores pérdidas. (2) A medida que se disipa más potencia en el primario, tiene sentido enrollarlo con los giros más cortos para minimizar su resistencia y las pérdidas de I ^ 2 * R.

Ambos de estos son ventajas relativamente menores en el esquema general.