Trasformatore e retroazione positiva

[posta10100]

Ciao a tutti,
ho letto l'interessantissimo articolo di Isidoro, dice cose ovvie... ma chi ci aveva mai pensato!

Ad ogni modo, ho provato a seguire il suggerimento di Isidoro di mettere i pallini del trasformatore di cui si parla alla fine dell'articolo dalla stessa parte.

Se non ho sbagliato i calcoli:



Ora, se metto Np = Ns



Se dal punto di vista matematico ha senso, nella realtà che significa?

[IsidoroKZ]

In realta` non puoi proprio mettere Np=Ns, altrimenti il denominatore va a zero, ed e` severamente vietato dividere per zero

Se metti i pallino dalla stessa parte, i due avvolgimenti in serie tendono ad annullarsi, in pratica la tensione di ingresso vede solo la differenza fra le spire. Se questa differenza tende a zero, applichi la tensione di ingresso su un numero sempre piu` piccolo di spire (la differenza fra i due avvolgimenti), mentre prelevi la tensione di uscita su un solo avvolgimento, e questa diverge (e il trasformatore satura).

Si puo` vedere facilmente che cosa capita prendendo il problema a rovescio: ingresso a destra e uscita a sinistra. In questo caso se Np=Ns e i pallini sono dalla stessa parte, capita come quando nei trasformatori a due secondari li si collega in serie con la fase sbagliata. La tensione di uscita in questo caso vale 0 perche' le due tensioni si cancellano. A questo punto hai un trasformatore con rapporto spire 1:0 se provi a scambiare ingresso con uscita, hai un trasformatore in salita con rapporto spire infinito, il pratica un cortocircuito formato dai due avvolgimenti collegati in serie con la fase sbagliata

[posta10100]

In realta` non puoi proprio mettere Np=Ns, altrimenti il denominatore va a zero, ed e` severamente vietato dividere per zero

OK, quasi 0 allora! Però alla fine ci siamo capiti!!!

in pratica la tensione di ingresso vede solo la differenza fra le spire.

In pratica vede un corto. giusto?

e questa diverge (e il trasformatore satura)

Quindi smette di comportarsi come un trasformatore.
Ma il carico come lo vede in questo caso?
Voglio dire, supponiamo che il carico sia composto da un generatore con in serie una resistenza. Cosa vede il generatore?
Direi solo una resistenza perché se il nucleo è saturo non può immagazzinare altra energia come richiederebbe l'induttore.
E' corretto quello che dico?

Sembrerà strano ma non mi sono mai posto queste domande! Anche perché i trasformatori in genere non si usano in questo modo!

[IsidoroKZ]

Prova a vederla in questo modo. Ho usato il simbolo del trasfo a tre avvolgimenti perche' c'era solo quello e poi perche' e` una situazione piu` comune, piu` facile da vedere.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Supponiamo di collegare i due secondari per avere una tensione somma. Dobbiamo usare la prima configurazione di pallini. Se un secondario e` ad esempio a 12V e l'altro a 18V otteniamo un secondario unico a 30V. E questo trasformatore puo` essere usato anche in salita, mettiamo 30V sulla serie dei due avvolgimenti e otteniamo la tensione nominale di primario (in realta` solo quasi perche' ci sono i flussi dispersi).

Adesso, con 30V collegati ai due secondari, guardiamo la tensione su ciascun avvolgimento, una sara` di 12V e l'altra di 18V. Stiamo usando i due secondari come un autotrasformatore in discesa.

Ora colleghiamo i due secondari con fase invertita, come nel secondo schema. Con i numeri di prima otteniamo sul secondario 6V (la differenza delle due tensioni), e possiamo usare il sistema a rovescio, prendendo un 6V e trovando sul primario una tensione molto piu` alta.

Se si guarda la tensione su ciascun secondario quando applichiamo 6V, su uno troviamo 12V e sull'altro 18V. Stiamo usando i due secondari come una specie molto strana di autotrasformatore in salita. Se i due avvolgimenti fossero da 17V e 18V, basterebbe una tensione di 1V per essere trasformata in 17V e 18V, rapporto in salita molto elevato.

Infine se i due secondari sono uguali, e li si usa da secondario, non esce tensione, se invece li si usa da primario, si ha un cortocircuto, come dicevi giustamente. O meglio vede la resistenza del filo e un po' di induttanza di dispersione. Il nucleo non dovrebbe immagazzinare energia in un trasformatore. Un po' ne immagazzina, ma proprio poca.

I trasformatori non vengono proprio usati cosi`, ma quasi! Quando si deve aggiustare di un pochino la tensione di alimentazione di un carico, usando un trasformatore piccolo, lo schema solito e` questo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Con un trasformatore di potenza ridotta si riesce a fare una regolazione limitata della tensione di un carico di potenza molto maggiore. In pratica si somma o si sottrae alla tensione di rete la tensione del secondario. Se in questo circuito scambi ingresso con uscita hai sempre la stessa funzione, ed e` il circuito presentato nell'articolo.

[posta10100]

Grazie Isidoro.
A ragionarci su sono concetti semplici, bastava pensarci!

La spiegazione è molto chiara, dovresti aggiungerla all'articolo.

[RenzoDF]

Con un trasformatore di potenza ridotta si riesce a fare una regolazione limitata della tensione di un carico di potenza molto maggiore. In pratica si somma o si sottrae alla tensione di rete la tensione del secondario.

Ed è normalmente il procedimento usato per studiare la differenza fra la potenza di dimensionamento e quella nominale dell'autotrasformatore ottenuto attraverso questa particolare connessione dei due avvolgimenti originali.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

la potenza nominale del trasformatore originale



porta ad avere un autotrasformatore di potenza



i rapporti di trasformazione saranno



e il rapporto fra le potenze nominali e di dimensionamento sarà



si nota che se risulta prossimo all'unità, ovvero se tensione di ingresso e di uscita sono prossime, il rapporto fra la potenza nominale dell'autotrasformatore e quella nominale del trasformatore originale (identificabile come potenza di dimensionamento) sarà molto elevato in quanto il denominatore tende a zero.

"Dove sta il trucco?" vi chiederete; sta nel fatto che la potenza nominale è in parte costituita da "vera" potenza trasformata ed in parte è costituita da potenza passante (anche se non tutti concorderanno su questo termine) ... "per che strada" ?, replicherete; attraverso il collegamento galvanico !, vi risponderei !

NB nei calcoli ho ovviamente considerato un comportamento ideale.