Questione curiosa sui trasformatori

[IsidoroKZ]

L'avevo promessa qualche giorno fa, adesso eccola qui , anche se e` un mio classico

Consideriamo un trasformatore monofase a due colonne, come quello di questa figura (da wikipedia, autore BillC, licenza CC). La scelta di un due colonne e` solo per facilita` di visualizzazione.

.

Mettiamo una sorgente AC sul primario una resistenza sul secondario e avremo un flusso di potenza fra sorgente e carico. La domanda e`: dove passa, dove fluisce, la potenza attraverso il trasformatore?

Mi era venuta in mente parecchi anni fa, dopo aver risposto d'istinto in una chiaccherata "no, la potenza non passa di li`!" per poi rendermi conto subito dopo che non sapevo dove in realta` passasse la potenza.

Qualche anno fa ero in un ascensore con una dozzina di ingegneri ed esperti del campo, e sono riuscito a far scendere il gelo chiedendo "dove passa la potenza in un trasformatore?" .

Poi ci sono un paio di domande corollarie, ma queste dopo

Sto pensando di scrivere un articoletto su questo argomento per il sito, mi servono osservazioni e critiche varie.

[BStefanoB]

Penso che il campo magnetico di cui è sede il nucleo (in particolare l'energia ad esso associata) faccia da "tramite" nel trasferimento di potenza tra il circuito primario e quello secondario.

[RenzoDF]

Qualche anno fa ero in un ascensore con una dozzina di ingegneri ed esperti del campo, e sono riuscito a far scendere il gelo chiedendo "dove passa la potenza in un trasformatore?" :).

Brrrrrrrrrrrrrrrrrrrr .... comincio a sentire freddo anch'io ....

Se erano così tanti meglio che me ne stia zitto che faccio più bella figura

Sto pensando di scrivere un articoletto su questo argomento per il sito, mi servono osservazioni e critiche varie.

Ecco questa si che è una buona idea, ... così poi ti do la risposta

BTW ... "dozzina" ? ... se usi unità di misura così arcaiche, e fra l'altro nemmeno tollerate dal SI, mi sa che qualche "giovane" non riesce nemmeno a capire quanti ingegneri c'erano nell'ascensore

@ Isidoro: una domanda ... in Inglese il termine equivalente esiste ?

[admin]

Mah, io rischio un po' più di Renzo e rispondo, in pratica, come BStefanoB.
Il campo magnetico che si instaura è come una cinghia immateriale di trasmissione che trasmette l'energia dal primario al secondario. Oppure, con altra immagine, il campo magnetico è come un volano meccanico: la macchina condotta preleva energia meccanica dal volano facendogli diminuire l'energia cinetica, la quale è immediatamente ripristinata dal motore primo. Così il circuito secondario preleva energia dal "volano" campo magnetico, energia che è subito rispristinata dal generatore che alimenta il primario.
Ad ogni modo è chiaro che sono molto interessato alla analisi che farai

[fpalone]

Salve IsidoroKZ,
anche io mi arrischio a dare una risposta, che in fondo è la stessa di admin e BStefanoB:
ad un campo elettromagnetico si può comunque associare un'energia (basti pensare al vettore di Poynting e a come integrandolo si torni alla legge di Ohm). Nello specifico l'uso di un nucleo ferromagnetico per realizzare un trasformatore è solo un caso particolare nel quale vista la bassa frequenza è possibile disaccoppiare i campi elettrico e magnetico e lavorare solo su quest'ultimo. Si potrebbe paragonare il trasformatore ad una coppia di antenne ricevente/trasmittente, con il nucleo a formare una sorta di "guida d'onda", anche se per le frequenze in gioco ha poco senso parlare di onde...
spero di non avere rischiato troppo e attendo anch'io ulteriori nuove da IsidoroKZ
PS per RenzoDF :
se ti riferisci all'equivalente inglese di dozzina ti ricordo il miticofilm "The Dirty Dozen" !

[RenzoDF]

Coraggio ragazzi,

Isidoro aspetta altre risposte e osservazioni

[Gabrieleb]

Io spero di non fare un figuraccia ma la butto li.
La potenza passa tramite l'aria.
Ovvero se tolgo il nucleo ferromagnetico ad un trasformatore tale trasformatore funziona lo stesso ( male ma funziona ) e lo stesso vale per le bobine di accoppiamento in RF che spesso sono senza nucleo.
Ho detto una c---ata????
ciao
Gabriele

[RenzoDF]

E se lo mettiamo "sotto vuoto" ... passa lo stesso ?

Direi di entrare un po' di più nei dettagli ... matematici

[brabus]

Isidoro, sai bene come metterci in imbarazzo... Nice!

Sto cercando di capire dove vuoi arrivare, Isidoro, onestamente le risposte date finora mi sembrano piu' che esaustive. La prima cosa che e' venuta in mente a tutti, me compreso, e' stata: "Ovvio, la potenza passa attraverso il nucleo!".
In effetti, questo e' cio' che ci e' stato detto sin dalla tenera eta'.

Forse ho capito il paradosso che vuoi evidenziare.
In un trasformatore ideale, il flusso netto nel nucleo e' sempre, costantemente zero. Quindi com'e' possibile che il flusso magnetico sia il responsabile del trasporto della potenza, se in un trasformatore ideale esso e' costantemente nullo?

E' questo il punto, Isy?

[RenzoDF]

Forse ho capito il paradosso che vuoi evidenziare.
In un trasformatore ideale, il flusso netto nel nucleo e' sempre, costantemente zero. Quindi com'e' possibile che il flusso magnetico sia il responsabile del trasporto della potenza, se in un trasformatore ideale esso e' costantemente nullo?

E' questo il punto, Isy?

Scusa brabus se mi permetto, ma il flusso in un trasformatore ideale non è nullo, è la f.m.m. che è nulla e la riluttanza pure ma il flusso c'è, altrimenti come la usiamo la legge di Faraday-Neumann-Lenz ?

Quello che vuol mettere in evidenza Isidoro vale anche per un trasformatore NON ideale