Número mínimo de giros en un transformador

Aquí (de Wikipedia ) es un modelo lineal bastante completo de un transformador:

Note la inductancia de magnetización Xm a través del primario. Si esa inductancia es demasiado baja, obtendrá un flujo de corriente excesivo incluso sin carga en el secundario.

Si bien un primario de un solo giro es ciertamente posible, con núcleos de tamaño razonable implica un voltaje muy bajo (por ejemplo, un transformador de corriente, que suele ser toroidal) o una frecuencia muy alta (o ambas).

La inductancia es proporcional al número de vueltas al cuadrado, y un transformador de red pequeño de 120 / 240V 50 / 60Hz puede ser algunos cientos de vueltas, por lo que puede ver qué tan lejos está una sola vuelta. A una fracción de un voltio, o frecuencias más altas a un voltaje relativamente bajo, una primaria de un solo giro podría tener algún sentido.

Los cálculos para el transformador son complejos; sin embargo, dado que desea un toroide donde los devanados siempre están uno encima del otro, no puede simplemente hacer algo, medir y ajustar, quiere saber antes de colocar las bobinas, así que sugiero que simplemente muerda la bala y empiece a entender las fórmulas. .

Si su fuente de alimentación es de 120 V y desea obtener 12 V, el secundario más pequeño es un turno y su primario no puede tener menos de un múltiplo entero de 10 turnos. Esto es solo cercano a la vida real para frecuencias altas, para frecuencias de 50/60 Hz de la red doméstica típica, el número de giros en el primario será de miles y el número de giros en el secundario debe reflejar eso.

Un atajo funcional será agarrar un transformador toroidal listo para usar que tiene su secundario en la parte superior, eliminarlo, averiguar la relación de giros enrollando y midiendo las bobinas de prueba, luego enrollar el secundario deseado, esto se puede hacer sin cálculos .

El número mínimo de giros requerido para un primario de 120 V, 60 Hz es un secreto muy bien guardado. :-) No realmente, pero todos hablan siempre de los índices de giro, pero se olvida de mencionar el número mínimo de turnos para el primario. Bueno, el núcleo de hierro / silicio / metal del transformador puede aceptar solo tanto flujo magnético antes de saturarse y no puede tomar más. Si va más allá de esto, la inductancia cae mucho y termina extrayendo mucha más corriente de la línea de alimentación y se pondrá realmente caliente, no bueno.

Una regla general, para laminaciones de transformadores que puede salvar de un transformador de 60 Hz desechado: Número de vueltas necesarias para el primario de 120 V, 60 Hz = 800 / (área del núcleo en pulgadas cuadradas). Mide la altura de la pila de laminaciones y el ancho de la pata central de la laminación E. Este ancho se mide a lo largo de una línea que se iría vertical al mirar la E como la letra E aparece aquí. En otras palabras, imagine un solo giro de cable apretado en el núcleo central, el área del bucle que forma este giro único es el área. No incluya las patas exteriores de la E, o la I. Un área más grande dará lugar a un número menor de vueltas.

Una vez que tenga el número de giros primarios, puede hacer la proporción de giros para obtener el número de giros para el secundario. Agregue unas cuantas vueltas más para compensar la resistencia de las pérdidas de voltaje del cable. Si su frecuencia de línea eléctrica es de 50 Hz, necesita 60/50 veces el resultado anterior para su principal para 120 V, y el doble para 240 V.

enlace da la ecuación universal de EMF como: E (rms) = 4.44fNaB (pico), donde: E (rms) es el voltaje rms que está aplicando al primario f = la frecuencia de operación N = el número de vueltas a = el área de la sección transversal del núcleo en metros cuadrados B (pico) = el flujo magnético máximo. Esta es una propiedad del material del núcleo, típicamente 1.2 - 2 para acero al silicio y 0.7 para acero blando.