¿Un transformador de corriente produce una tensión o corriente proporcional?

La abrazadera DEBE ir alrededor de UNO de los dos "cables activos" solamente, NO alrededor de todo el cable.

Agregue 100 ohmios en la salida.
Espere 1 voltio por entrada de 20A.
Vea abajo.

  

¿Cómo puede un transformador producir una corriente proporcional si no tiene idea de la carga? Si conecto una resistencia de 10Mohm a través de las conexiones, ¿obtendré 10M * 5mA = 50kV a través de la resistencia?

SÍ intentará hacer 50 kV, tal como lo calculaste. Pero antes de eso puedes tener arcos, humo, llamas y diversión. Para limitar su diversión, es probable que tenga zeners back to back calificados a unos 20V dentro.

NO OPERE SIN RESISTENCIA EXTERNA de 100 ohmios o menos.

NO

Eso es un CT (transformador de corriente) de 100 A / 0.050 A = 2000: 1. Está diseñado para tener ~~ < = 5V en la salida con Iin = max nominal.
Como hace la corriente, USTED debe convertir esto a voltaje agregando una Ruta de "resistencia de carga" de salida.
Para 5V a 100 A, ya que esto da 50 mA fuera
R = V / I = 5V / 0.050A = 100 Ohmios.
Esto da 5V a 100 A in, y por ejemplo 1V a 20A en etc. para una sola vuelta primaria = - cable a través del núcleo.

A medida que aumentas el Vout, comienzas a saturar el núcleo. Mantener Vout sensiblemente bajo mejora la linealidad.

Lectura pesada pero útil:

SCT 30A CT una versión actual más baja de la suya.

Miembros de la familia. El suyo es como el que se encuentra en la parte superior izquierda de la tabla PERO 50 mA con salida nominal. .

Los SALIDA DE VOLTAJE funcionan EXACTAMENTE de la misma manera, excepto que el "resistor burbedn" ya está incluido dentro del CT.

Yeeha !!!

Un CT (transformador de corriente) es un "transformador ordinario" usado de una manera inusual.

Por lo general, se utilizan con un "primario de una vuelta" que se produce al pasar un cable a través del orificio en el núcleo. Con los CT de "modo actual", con un primario de 1 giro dan la corriente más pequeña indicada en la salida cuando la corriente mayor indicada fluye en el primario de una vuelta. Para 1 100A: transformador de 50 mA, el primario tiene 1 giro y el secundario tiene
1 x 100A / 0.050A = 2000 vueltas.

No hay magia, solo reorganización del cerebro.

Para un transformador ideal sin pérdidas con una relación de vueltas de 1: N:
Vout / Vin = N .... 1
Iin / Vout = N .... 2 < - nota dentro y fuera intercambiada
Vin x Iin = Vout x Iout .... 3
Iout = Vout / Rload .... 4
Iin = Iout / N = Vout / Rload / N .... 5

Si no está satisfecho con las 5 fórmulas anteriores, puede aceptarlas como estándar o sacar su Google.
Una vez feliz, proceda. No tenemos problemas para creer estas ecuaciones (tal vez con un poco de cálculo) PERO faltan las implicaciones.

Por lo general, configuramos Vin y Vout y dejamos que la corriente se ajuste según sea necesario.

PERO con el transformador idéntico, en su lugar, podemos configurar Iin y Rload y N y ver qué puedes obtener.

Más adelante ...

Un CT es un transformador de voltaje y tiene una relación de vueltas. Esta relación de giros puede ser 1: 100 o 1: 1000 o lo que sea. Entonces, examinemos lo que sucede cuando un transformador de voltaje se usa como un transformador de impedancia (como lo es cuando se usa como un CT).

Supongamos que tiene una resistencia de carga de 100 ohmios y la relación de giros es de 1: 100. La impedancia transferida a la primaria (es decir, el cable grueso que transporta la corriente que desea medir) se transforma en una impedancia mucho menor a través de la relación cuadrada de vueltas.

Una resistencia de carga de 100 ohmios se vería como 10 mili ohms en el primario. Este 10 mili ohms invade totalmente (o al menos está pensado para un CT bien diseñado) todas las corrientes de magnetización y confiablemente hace que el devanado de entrada primario del CT parezca una resistencia de 0.01 ohm (en este ejemplo).

La resistencia que se observa en el primario es el cuadrado de la relación de giros que transforma la resistencia de carga 100R en 0.01 ohmios.

Para 1 A RMS que fluye a través del primario (también conocido como la resistencia de carga transformada) hay una caída de voltio de 0.01 voltios RMS y en el secundario se ve como un voltaje que es 100 veces mayor a 1V RMS.

Si eliminó la resistencia de carga, mágicamente no obtiene un voltaje infinito, pero sí obtiene un voltaje significativamente mayor. Esto está limitado / limitado por la inductancia de magnetización del cable / núcleo primario en el que está midiendo la corriente. Esta inductancia podría ser 1 mH y, a 50 Hz, tiene una impedancia de 0.314 ohmios. Con 1 amp fluyendo (y sin carga) habrá un voltaje de 0.314 voltios RMS en el primario y 31.4 V RMS en el secundario.

El punto principal de los TC es que "transforman por impedancia" la resistencia de carga a un valor muy pequeño que sumerge numéricamente la inductancia de magnetización del primario. Esto significa que puede olvidarse en gran medida del efecto de impedancia mag y considerar un TC Un verdadero transformador de corriente.

Sin una carga secundaria, debido a la inductancia de la magnetización, nunca obtendrás más de unas pocas decenas de voltios a unos cientos de voltios en la mayoría de los TC de circuito abierto. No estoy descartando que pueda producir tal vez mil voltios en una TC oscura, pero ¿por qué un fabricante se tomaría la molestia de hacer que la inductancia de magnetización (y por lo tanto la permeabilidad del núcleo) sea tan alta? Eso no tiene sentido económico.

Cuando mida la corriente a través de su caldera, elija el cable vivo o el cable neutro. Al alimentar a ambos no se lee porque las corrientes fluyen en direcciones opuestas y los campos magnéticos se cancelan.

EDITAR sección

El CT en cuestión es 1: 2000 con una resistencia incorporada de carga de 1 ohmio, por lo que produce 50mV RMS cuando la corriente de entrada es 100A RMS. Ver extracto de la hoja de datos en cuestión: -

Con una relación de vueltas de 2000, una resistencia de carga de 1 ohmio se transformará en una resistencia primaria de 0.25 micro ohmios. Debido a que el núcleo se declara como ferrita, es probable que la inductancia de magnetización primaria sea mucho menor que 1 mH como se indica en mi ejemplo anterior. Probablemente es más como 10uH y, a 50Hz, tendrá una impedancia de aproximadamente 3 miliohms. Está bien, por supuesto, porque el efecto de la resistencia de carga es paralelo a esto y, cuando se refiere al primario, invade totalmente la impedancia de 3 mili ohmios de la inductancia de magnetización.

  

¿Cómo puede un transformador producir una corriente proporcional si no tiene idea de la carga?

El transformador de corriente transforma la corriente.
Si la relación de giros es \ $ N_p: N_s \ $ (por ejemplo; \ $ 1: 100 \ $), verá el \ $ \ dfrac {N_p} {N_s} \ $ actual del tiempo actual. Esta corriente fluirá a través de la resistencia de carga, por lo tanto, leerá un voltaje, la corriente del lado secundario multiplicará por la resistencia de carga.

  

Si conecto una resistencia de 10Mohm a través de las conexiones, ¿obtendré 10M * 5mA = 50kV a través de la resistencia?

El resistor de carga refleja la parte primaria multiplicada por un coeficiente de \ $ \ dfrac {N_p ^ 2} {N_s ^ 2} \ $. Dado que este coeficiente es demasiado pequeño en el transformador de corriente, da una carga prácticamente nula en el lado medido y, por lo tanto, no deja caer el voltaje en él.
Pero, si coloca un resistor de carga de 10M \ $ \ Omega \ $ y su relación de turnos es de 1: 100, el resistor de carga reflejada se convierte en 1k \ $ \ Omega \ $. Su transformador ya no es un transformador de corriente; se convirtió en un transformador de tensión.

Esencialmente, la resistencia a la carga reflejada debe ser mucho más alta que la reactancia inductiva de magnetización del lado primario para una medición precisa. Un transformador de voltaje debe tener una inductancia de magnetización muy alta (idealmente infinita) para no consumir corriente sin carga, y un transformador de corriente debe tener una inductancia de magnetización muy pequeña para tener una caída de voltaje muy baja (idealmente cero) bajo una resistencia de carga cero. Pero, tenga en cuenta que a medida que la resistencia a la carga reflejada se vuelve más alta, su transformador tendrá más caída de voltaje y se comportará más como un transformador de voltaje. No hay un borde definido entre un transformador de voltaje y corriente. Lea esta respuesta .

• "¿Cómo puede un transformador producir una corriente proporcional si no tiene idea de la carga? ¿Si conecto un resistor de 10Mohm a través de las conexiones, obtendré 10M * 5mA = 50kV a través del resistor?"

Teóricamente sí. Es por eso que siempre debe cargar o acortar el secundario de un transformador de corriente. Si no lo haces, te arriesgas a destruir el transformador.

• "¿Cuál es correcto?". Solo el fabricante puede responder a esa pregunta.

Si tiene un puente o medidor LCR, podría verificar si el dispositivo tiene una resistencia de carga interna. Dado que mide solo 5uA, es probable que tenga uno ya que desvía la corriente a través de su medidor, lo que explica la baja lectura.

• Causa de alta sec. voltaje:

1) Transformador de corriente:

Imagen de un transformador de corriente sin un secundario como el de aquí.

Esto obviamente sería simplemente un inductor. Como en general hay solo 1 bobinado en una TC, la inductancia de este toroide sería:

$$ L = \ frac {μ × N² × A_ {núcleo}} {2 × π × r} $$

Un toroide con μ = 2.5 × 10−2, un diámetro de núcleo de 2 cm y un diámetro exterior de 3 cm funcionaría como:

$$ L = \ frac {2.5 × 10 ^ {- 2} × 1 × 7.01 × 10 ^ {- 4}} {2 × π × 0.01} = 0.28mH $$ @ 50Hz esto representa una impedancia de 0.08Ω o una caída de voltaje de 8.8V @ 100A. Si instalamos un secundario con las mismas especificaciones que el CT en la hoja de datos, relación 1: 2000, el voltaje secundario resultante es:

$$ U_s = 2000 × 8.8 = 17.6kV !!!! $$

Si corta el flujo magnético secundario como resultado de esta corriente secundaria, se opone al flujo causado por la corriente primaria, cancelando efectivamente (al menos para un transformador ideal) la inductancia desde una perspectiva primaria. Dado que la impedancia es baja en comparación con la impedancia de carga (230VAC @ 100A, la carga es de 2.3Ω, que es aproximadamente 30 × la impedancia de CT), el efecto sobre la corriente en el circuito es insignificante.

2) Transformador de voltaje:

¿Por qué esto es diferente para un transformador de voltaje?

Imagine un transformador de voltaje descargado con una relación de vueltas de 1: 1 en el mismo núcleo toroidal. Este VT tendría una inductancia primaria de $$ L = \ frac {2.5 × 10 ^ {- 2} × 10000 × 7.01 × 10 ^ {- 4}} {2 × π × 0.01} = 2.8H $$ o 880Ω @ 50Hz.

Si uno carga la secundaria, el flujo opuesto reduce la impedancia primaria de la misma manera que el CT, sin embargo, en este caso la impedancia del VT constituye la mayor parte de la impedancia del circuito completo, lo que resulta en un aumento proporcional en la cancelación de la corriente primaria. El efecto del contador.