transformador de corriente que se comporta como un transformador de voltaje

Las diferencias entre un transformador de voltaje y un transformador de corriente son solo en la construcción. La teoría es la misma para ambos.

La corriente secundaria en un transformador (actual) es no constante, independientemente de la carga. La corriente secundaria es solo proporcional a la corriente primaria con el cortocircuito secundario. Con el circuito abierto secundario, la tensión secundaria es proporcional a la tasa de cambio de la corriente primaria, y puede ser muy grande si la corriente primaria cambia rápidamente.

Con una carga resistiva, el voltaje de salida dependerá tanto de la corriente primaria como de la tasa de cambio. Por lo tanto, los fabricantes de transformadores de corriente mencionan una resistencia de carga máxima (o una tensión secundaria máxima) para la cual la relación de corriente primaria / secundaria del transformador permanecerá en la especificación.

Aquí hay una gráfica de Bode (en ejes logarítmicos) de un transformador de corriente ideal. Como es de esperar, en dc no hay salida. Ls representa la inductancia secundaria y RL es la resistencia en el circuito secundario, es decir, la suma de la resistencia secundaria y la resistencia de carga.

Si comenzamos con la línea negra como nuestra función de transferencia, y nuestra frecuencia de operación está indicada por la línea azul, obtenemos la relación de corriente 1 / N esperada. Si aumentamos la resistencia de carga RL lo suficiente (la línea roja), nuestra línea azul ahora intersecta la función de transferencia en una relación de corriente más baja. Por lo tanto, requerimos \ $ R_L < 2 \ pi fL_S \ $ para la operación normal.

  

Envolví el alambre alrededor de un núcleo de acero

Lamentablemente, el núcleo de acero que utilizaste actuará como un giro corto. Usted está envolviendo su cable alrededor de un giro corto y espera que salga algo sensato, esto no sucederá.

Los TC son como cualquier otro transformador: el núcleo de hierro / acero debe laminarse para reducir las corrientes inducidas en ellos. Las laminaciones aíslan las corrientes inducidas y reducen en gran medida su influencia: -

Observelaslaminacioneseneldiagramaanterior:elnúcleoestáhechodevariashojasdeaceroalsilicioycadahojaestáaisladaunadeotra.

Lasferritasestánbienporqueel"hierro" es básicamente polvo y rodear cada partícula es un aislante, esto es tecnología de laminación a nivel microscópico.

EDIT Estoy editando esto para explicar por qué solo un transformador de corriente producirá un voltaje finito. Los TC no se comportan con alguna "otra" teoría: siguen la teoría del transformador y esta teoría está equipada para lidiar con los TC. El circuito equivalente es: -

EnunaTVnormal,lacorrientedemagnetización(verflecharoja)esmuypequeñaporquelainductanciademagnetizaciónesmuygrandeygeneralmenteesmayorque10H(generalización).estosignificaquesoloconsumeunospocosmili-amperioscuandoseleaplicaelvoltajedeCAcompleto.

LosTC,porotraparte,tienenunainductanciademagnetizaciónqueesmuypequeña,enelordendelasmicro-henriesounaspocasmili-henriesporqueeldevanadoprimarioesunsologiro.Estegiroúnicollevalacorrientedecargaquedeseamosmedir.

Enelcentrodeldiagramadelcircuitoequivalentedeltransformadorhayuntransformador"perfecto" con una relación de giros de giros secundarios divididos por giros primarios. Por lo tanto, se aplica el voltaje a través de la inductancia de magnetización, a través de la relación de vueltas a los terminales secundarios. En un CT, este voltaje de "entrada" es de unos pocos milivatios y, por lo tanto, si el secundario tiene 300 vueltas, producirá 600 mV basado en una entrada de 2 mV a través de la inductancia de magnetización,

Podemos ignorar las inductancias de fugas para facilitar la "visualización" y terminamos con esto: -

Cualquierotracosanoseríalasleyesdelafísica.Noobtienesunvoltajedesalidainfinitoporquenohayunarelacióndevueltasinfinita.Soloporquelacorrienteprimariapareceestarentrandoeneltransformador"perfecto", mire nuevamente ... en realidad está magnetizando el núcleo y esto solo produce unos pocos mili voltios que se magnifican por la relación de vueltas. Es un transformador al igual que los transformadores de voltaje y tiene limitaciones.