La ley de Lenz y la magnitud de los campos opuestos

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La página de Wikipedia sobre la ley de Lenz dice que es "una ley cualitativa que especifica la dirección de la corriente inducida pero no dice nada sobre su magnitud". Estoy tratando de entender cómo la ley de Lenz causaría que un transformador se comporte en las siguientes condiciones.

Supongamos que tengo un transformador reductor en el que la energía pasa a través de la bobina primaria solo en una dirección, luego se detiene y luego se repite, a una frecuencia de 60 Hz. La corriente es CA, pero solo se mueve en una dirección, se enciende en una onda sinusoidal y luego se deja apagada durante el mismo período de tiempo antes de volver a encenderla.

Cuando la corriente fluye a través de la bobina primaria, se produce un campo magnético en el núcleo, que induce un voltaje en la secundaria. ¿Qué pasa después? Siento que la ley de Lenz dice que la bobina secundaria produce un campo magnético en el núcleo en la dirección opuesta al campo producido por el primario, pero estoy seguro de que no puede ser de la misma magnitud. ¿Qué determina la magnitud del campo magnético producido por la bobina secundaria?

Editar Lo siento, a través de una combinación de no explicarme bien y también de no comprender completamente, mi pregunta tuvo sus fallas. Déjame revisar la situación y tratar de explicarte mejor. La corriente a través del primario no se enciende simplemente, se deja encendida y se apaga, sino que se pone a través de la bobina en una onda sinusoidal, que se muestra aquí en la imagen inferior.

La corriente fluye en una dirección, pero el nivel de corriente cambia constantemente para producir un campo magnético cambiante en el núcleo. Si la frecuencia y la corriente se controlan para evitar la saturación del núcleo, ¿puede esta configuración revisada inducir un voltaje en la bobina secundaria? Si es así, ¿la tensión inducida en la bobina secundaria crearía un campo magnético que se opondría al campo creado por la primaria?

    
pregunta EddieP

1 respuesta

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Creo que puedes estar luchando conceptualmente aquí, así que primero aclararé algunas cosas. Si estuviera conduciendo un transformador normal con aire acondicionado, habría tres corrientes de interés: -

  1. La corriente que fluye en el primario cuando no hay carga en el secundario
  2. La corriente que fluye en el primario debido a la corriente secundaria
  3. La corriente secundaria (debido a una carga secundaria).

Lo que encuentra es que la corriente en el primario sin carga se debe simplemente a la inductancia del primario y al voltaje aplicado. A menudo se le llama corriente de magnetización y es la misma que cualquier corriente en un inductor con un voltaje aplicado A través de él, genera un campo magnético y, a veces, hay pérdidas por corrientes de Foucault y, a veces, el núcleo puede saturarse un poco.

Genera el campo magnético que induce un voltaje en el secundario según la ley de inducción de Faraday. Entonces, el secundario obtiene un voltaje inducido y, si conecta una carga, fluye una corriente. También hay una corriente opuesta exacta (si fuera un transformador 1: 1) que fluye en el primario debido a la carga secundaria.

Esas dos corrientes de carga producirían (si pudiera cambiarlas) exactamente flujos opuestos magnéticos y el único flujo que permanece es el mismo flujo de magnetización anterior y esto asegura (bastante bien) que el voltaje inducido en el secundario es proporcional al primario relación de voltaje y vueltas sin importar cuál sea la carga (dentro de lo razonable y en un transformador bastante sin pérdidas).

  

Cuando la corriente fluye a través de la bobina primaria, un campo magnético es   Producido en el núcleo, que induce una tensión en el secundario.

Es la tasa de cambio del campo magnético que induce una tensión en el secundario, no solo la presencia de un campo magnético.

  

Siento que la ley de Lenz dice que la bobina secundaria produce una   Campo magnético en el núcleo en dirección opuesta al campo.   producido por el primario, pero estoy seguro de que no puede ser de la misma magnitud.

Sí lo hace (según mis palabras anteriores). En realidad, los giros de amperios en el secundario debido a la corriente de carga son exactamente opuestos a los giros de amperios primarios debido a esa corriente secundaria.

  

Lo que determina la magnitud del campo magnético producido por el   bobina secundaria?

Realmente no puede medirlo porque se cancela por el campo magnético inducido por la carga en el primario, es decir, no agrega ni resta de la corriente de magnetización descrita anteriormente.

En cuanto a su párrafo medio, no estoy seguro de lo que conduce: -

  

Supongamos que tengo un transformador reductor donde el poder se pone a través del   bobina primaria solo en una dirección, luego se detuvo, luego se repitió, a una   frecuencia de 60 Hz.

Cuando el proceso de aplicación de energía se detiene, fluirá una corriente continua que no induce voltaje secundario y lleva al núcleo hacia la saturación. Paso y repita el proceso y obtendrá saturación de núcleo y problemas. Los transformadores no pasan la CC: el voltaje promedio aplicado al primario es idealmente cero y el secundario le recompensa (con suerte) con un voltaje de salida promedio de cero.

    
respondido por el Andy aka

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