Respecto al siguiente extracto de un texto:
El texto menciona que en RF los transformadores de núcleo de aire son adecuados, pero para 50/60 Hz de baja frecuencia. Aplicaciones núcleo de hierro necesario para obtener una baja renuencia.
El texto no explica la razón. ¿Cuál es la relación entre la frecuencia baja y la necesidad de un medio de baja reluctancia? La baja reluctancia intensifica el campo magnético, pero ¿por qué, especialmente a bajas frecuencias, se necesita?
En las frecuencias altas, la histéresis y las pérdidas por corrientes de Foucault entran en juego si un material ferromagnético como el hierro se utiliza como núcleo. Por lo tanto, se prefiere el núcleo de aire en altas frecuencias, a pesar de su mayor renuencia. Pero a bajas frecuencias, las pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault se anulan y, por lo tanto, el núcleo de hierro es una mejor opción. Mucho mejor enlace de flujo y mejor eficiencia que los núcleos aéreos.
Es difícil de explicar de una manera intuitiva. Pero me gusta pensarlo en términos de inductancia primaria. Cuando aplica un voltaje al primario, incluso si el secundario es un circuito abierto, una cierta cantidad de corriente fluye en el primario, debido a la inductancia primaria. En otras palabras, cuando el circuito secundario está abierto, el primario parece un inductor. Desea que la corriente sea pequeña, lo que significa que la inductancia debe ser grande.
Resulta que, para 50 o 60 Hz, no es realmente práctico hacer un núcleo de aire, porque la inductancia será demasiado baja para los tamaños prácticos del núcleo. Pero cuando se usa un núcleo de baja reluctancia, la inductancia primaria es mucho más alta y el tamaño del transformador es más manejable.
El área de la sección transversal del núcleo y el número de giros generalmente se ajustan con precisión para que la intensidad del campo magnético en el núcleo esté dentro de un rango que sea adecuado para el material del núcleo del transformador.
Los voltios por turno del transformador son el producto del flujo del núcleo y la frecuencia de operación.
Si tiene una frecuencia muy alta, no necesita mucho flujo, por lo que puede salirse con un núcleo de aire. Esto es igual de bueno, ya que un núcleo material es costoso y con pérdidas en RF.
Si tiene una frecuencia muy baja, necesita el campo B más alto del núcleo de alta permeabilidad. Afortunadamente, las pérdidas de materiales de muy alta permeabilidad son bajas a baja frecuencia, por lo que están bien de usar.
La impedancia del inductor es Z (f) = ωL donde L es un producto de la permeabilidad del núcleo μ.
Para que los transformadores de potencia sean eficientes a bajas frecuencias, la impedancia sin carga debe ser > 10x carga nominal Z de lo contrario, las pérdidas por excitación sin carga serían excesivas.
A medida que aumenta la frecuencia, la tendencia a disminuir la permeabilidad relativa hacia aire = 1 se debe a las pérdidas de corrientes de Foucault no lineales.
Por lo tanto, el resultado es un rango útil limitado \ $ µ_r / ω \ $ para cualquier material dado.
Puede buscar varios valores relativos mu de 1 para aire a 600 para ferrita a 4000 para transformador de acero a 100k para lámina especial de mu-metal utilizada para elevar la impedancia y el ancho de banda del cable submarino rodeado de alta k = 80 agua.
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