dependencia de la frecuencia del transformador

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Tengo un transformador que saqué del desecho. Estoy tratando de discernir sus especificaciones eléctricas. En mi configuración tengo un generador de funciones conectado al devanado primario y un osciloscopio conectado al devanado secundario.

Cuando aplico una onda sinusoidal de 1V P-P a través del devanado primario @ 10Hz, obtengo 80mV P-P en el devanado secundario

Cuando aplico una onda sinusoidal de 1V P-P a través del devanado primario @ 100Hz, obtengo 740mV P-P en el devanado secundario

Cuando aplico una onda sinusoidal de 1V P-P a través del devanado primario a 1KHz, obtengo 3.6V P-P a través del devanado secundario

Estoy confundido porque ¿no debería el transformador producir una salida que sea un múltiplo constante de la amplitud de entrada (Vprimary * relación de giros)? Parece estar actuando efectivamente como un filtro de paso alto. ¿Es este comportamiento normal o esperado? ¿Cómo puedo medir correctamente la relación de giros, una propiedad derivada físicamente e independiente de la frecuencia?

La impedancia de línea del devanado primario es de 1 Ohm.

Gracias.

    
pregunta user2856006

1 respuesta

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Dado su tamaño, es probable que sea un transformador de acoplamiento de audio, en lugar de un transformador de alimentación de CA, suponiendo que su núcleo sea laminaciones metálicas separadas.

(Si tiene un núcleo de ferrita, entonces puede estar diseñado para uso de alta frecuencia, en una fuente de alimentación, pero se parece a laminaciones de metal).

Los transformadores de acoplamiento de audio generalmente se dividen en 2 clases: ancho de banda amplio para uso de audio profesional (idealmente de 20Hz a 20kHz) o telefonía, generalmente de 300 a 3400Hz. Las mediciones que ha realizado hasta ahora sugieren esto último.

El rendimiento del transformador está determinado principalmente por tres cantidades (y su interacción con los circuitos que lo rodean)

  1. Relación de giros (determina la ganancia de voltaje)
  2. Inductancia primaria (determina el rendimiento del LF)
  3. Inductancia de fuga (determina el rendimiento de HF)

También vale la pena saber tres cantidades más:

  1. Resistencia primaria (medida en DC, presumiblemente a 1 ohm de su pregunta)
  2. Resistencia secundaria (medida en DC)
  3. Capacitancia de fuga (puede determinarse indirectamente)

La relación de giros está cerca de la mejor relación de voltaje que mides, probablemente 3.6: 1.

La relación de las resistencias secundarias y primarias será aproximadamente la cuadratura de las vueltas (no exacta, depende del calibre del cable más cercano), por lo que su R secundaria es probablemente de aproximadamente 13 (10 a 16) ohmios.

La inductancia primaria se mide a través del primario (¡duh!) con el circuito abierto secundario. Si no puede medir la inductancia directamente, puede conectar un capacitor conocido en paralelo y encontrar la frecuencia de resonancia.

Ahora, la inductancia primaria está efectivamente en paralelo con la carga (su propósito es magnetizar el núcleo, generando el flujo que comunica la señal a la secundaria). De modo que, combinada con la impedancia de fuente de su generador de señal, (en realidad esa impedancia de fuente más la resistencia primaria de 1 ohmio) forma un circuito en serie R-L, que es el filtro de paso alto que ha observado. (600 ohmios es una impedancia de fuente tradicional en el trabajo de audio, su generador de señal puede ser diferente, tal vez 50 ohmios si cubre frecuencias de radio)

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Puede mejorar el rendimiento de LF conduciendo el transformador desde una impedancia de fuente baja (por ejemplo, un amplificador de potencia de audio) reduciendo R1.

No puede eliminar la resistencia primaria (R2) para obtener un rendimiento LF perfecto, pero he visto transformadores activados desde impedancias de fuente negativa para cancelarlo parcialmente. (No es un truco común: como probablemente pueda adivinar, ¡inestable cuando el transformador se reemplaza por uno mejor!)

Ahora la inductancia de fuga se mide de la misma manera, pero con el secundario en cortocircuito . Cuanto más pequeño es mejor; determina el rendimiento de alta frecuencia del transformador.

simular este circuito

La inductancia de fuga forma un circuito en serie L-R con la carga, que es R3 / gira SQUARED. Así que para obtener una buena respuesta de alta frecuencia, mantenga R3 alto.

Pero hay un límite práctico en esto: la capacitancia de fuga C1 resuena con inductancia de fuga, limitando la respuesta de alta frecuencia y proporcionando un pico de respuesta de frecuencia. Usa este pico para determinar la capacitancia. Se puede controlar (amortiguar) reduciendo el valor de R3 o una red Zobel

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respondido por el Brian Drummond

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