¿Por qué no mantenemos el devanado de baja tensión del transformador en un bucle y ajustamos el resto del circuito en consecuencia? Como en metros de pinza. ¿También hay algún software donde pueda modelar formas poco ortodoxas para mi transformador y simular su flujo de flujo, etc.?
Para cualquier área central y frecuencia, hay un máximo de 'voltios por turno'.
Para un núcleo toroidal pequeño (50VA, ¿ish?) típico que tengo a mano, el núcleo es de 25 mm por 13 mm. El hierro satura en algún lugar entre 1.5T y 2T dependiendo del grado. Si ejecuto el núcleo con un flujo máximo en +/- 1.8T a 50Hz, generaré un pico de aproximadamente 170mV por turno. Por lo tanto, un devanado de 12 Vrms necesitaría 100 giros, el devanado de red de 240 V necesitaría 2000.
Es posible utilizar un núcleo lo suficientemente grande para obtener el voltaje en un solo giro. Por ejemplo, un núcleo de hierro con un área de 0.032 m, que es 0.13 m por 0.25 m, el tamaño de un durmiente ferroviario, le daría 12 Vrms por turno a 50 Hz y un transformador muy pesado.
Como señala Sam, aumentar la frecuencia aumenta los voltios por turno proporcionalmente. Esta es la razón por la que las aeronaves utilizan 400Hz AC, reducen el peso del hierro y el cobre en un transformador en un orden de magnitud, y se trata de la práctica de más alta frecuencia con laminados de hierro. Los transformadores de ferrita utilizados en SMPS tienden a usar frecuencias en los 10s a 100s de kHz, y estos pueden salirse con una o unas pocas vueltas.
Porque a menos que esté ejecutando el transformador a varios MHz (en cuyo punto realmente puede tener solo una vuelta) o desea una pequeña fracción de voltio (es decir, está haciendo un spot soldador), necesita que la cantidad de vueltas secundarias y primarias sea igual a la relación de voltaje entre la primaria y la secundaria, y la cantidad de vueltas primarias depende principalmente de la inductancia requerida que necesita para evitar la saturación del núcleo en condiciones normales. En la frecuencia de la red, normalmente necesita inductancias primarias en el rango milihenry, esto significa que necesita bastantes giros en la primaria y, a menos que su voltaje de entrada sea súper alto / voltaje de salida súper bajo, es casi seguro que necesitará bastante pocas vueltas en tu secundaria para llegar a la proporción correcta. La única forma de evitar esto es usar un núcleo de súper alta permeabilidad (mayor permeabilidad = menos vueltas para la misma inductancia) pero muchos de esos materiales tienen otros problemas (como ser caro) que hacen que los transformadores no funcionen correctamente.
Lea otras preguntas en las etiquetas transformer electric-machine