О теории трансформатора

[nonamedov]

как раз в СГС все более прозрачно по этому вопросу.
трансформатор - Это электромагнитное устройство. На ХХ с учетом "вашей" формулы I1=n2/n1*I2 разрешите спросить, что приводит к появлению ЭДС вторичной ненагруженной обмотки ? - пмсм ток смещения, и ни что иное. Хотя бы из-за этого нужно учитывать ток смещения в трансформаторе , несмотря на его мизерность по отношению к рабочим токам.

В чем "прозрачность" СГС (есть также СГСЭ и СГСМ системы), которая в основном применяется в теоретической физике и приводит к простоте формул, но в то же время приводит к странным единицам емкости и индуктивности (а именно к сантиметрам) и пр., в квантовой теории поля пошли еще дальше, часто приравнивают скорость света с=1 и h=1, что приводит к равенству длина = время=1/масса и все это артефакты упрощения. У меня нет "моих" формул, так как ничего нового я не написал , они есть в любом учебнике. Так называемый ток смещения соотносится к обычному току (связанному с движением заряженных частиц) как Icm/I~частота/скорость света=1/длина волны, да и в формуле Максвелла откуда выводится закон электромагнитной индукции нет члена связанно с током смещения (rotE=-dB/dt).

(Естествознание. Энциклопедический словарь.) как раз случай , который мы тут обсуждаем. В том числе и при нулевых токах проводимости первичной и вторичной обмоток.

Вам нужно смотреть в учебники, а не в энциклопедический словарь, который даже не является словарем физики, а естествознания. Об остальном я уже ранее написал. И что это за случай с нулевым током проводимости в первичной (!) обмотке?!

При ХХ магнитный поток не может быть потоком рассеяния , потому что при этом во вторичной обмотке было бы нулевое значение индуцируемой ЭДС.

Я же написал, что можно считать, а не в действительности, так как на ХХ трансформатор представляет из себя просто дроссель состоящий только из первичной обмотки и наличие вторичной обмотки не влияет ни на что. Не надо перевирать мои слова!

***Извините, это конечно для данной темы не существенно, но, на всякий случай - Вы ошиблись всего на 3 порядка, т.е. 6000 км

Да, Вы правы, ошибочка вышла, хотя, она и ничего не меняет, а даже еще сильнее подтверждает мое высказывание. Спасибо, что заметили.

[KREN]

Существуют две методики апробированных.
Если есть измерительный прибор на рабочей частоте 10 или 100 кгц , то можно им. Закорачиваются вторичные обмотки и измеряется индуктивность на первичной. Закорачивание надо проводить максимально коротким проводом (не пинцетом) и запаивая перемычку КЗ припоем . Любые активные сопротивления (и обмоток тоже) могут ухудшить погрешность измерения , если Ls мала , менее 10 мкГн . В результате измерения получается сумма индуктивностей рассеяния первички и приведенной к первичке индуктивность рассеяния вторички.
Если нет прибора (или погрешность измерения малых индуктивностей очень велика), то можно сделать на быстром полевике схему накачки фиксированного тока (1 А ...10А - с ограничением этого тока) в первичку при замкнутой вторичке. Быстро выключая полевик (нужен приличный драйвер в затворе) смотрят за выбросом на первичке , которая должна быть соединена с параллельным резистором Rн =1...10 Ом. Получится всплеск напряжения с экспоненциальным падением амплитуды и постоянной времени T=Ls/Rн
На уровне 37% от амплитуды пика осциллографом измеряют длительность T и по формуле считают Ls= T*Rn.

Видите ли, это не совсем индуктивность рассеивания. Даже совсем не индуктивность рассеивания. Вы, таким образом, измеряете индуктивную составляющую входного сопротивления трансформатора в режиме КЗ. Кстати второй способ будет более предпочтительным, т.к. в первом случае возможна большая погрешность, особенно с магнитопроводами, имеющими большую разницу между начальной и максимальной относительной магнитной проницаемостью.
Индуктивность рассеивания создаётся магнитными потоками рассеивания, которые не проходят по магнитопроводу.

[kru_yurij]

Тут пришел поручик Ржевский и все испортил...

Господа! А как насчет трансформаторов без сердечника? Что тут новая теория скажет?

На одном из итальянских сайтов строителя ламповых усилителей я даже нашел расчет таких вещей. Автор сам - профессионал. Мотает и продает обычные трансформаторы и утверждает, что сделал на трансформаторе без сердечника ламповый усилитель на EL84

Так, так! Ждем-с теории!

Пишите в "личку", если теория получится. Сообщения о новостях в теме у меня отключены.

[nonamedov]

Существуют две методики апробированных.
Если есть измерительный прибор на рабочей частоте 10 или 100 кгц , то можно им. Закорачиваются вторичные обмотки и измеряется индуктивность на первичной. Закорачивание надо проводить максимально коротким проводом (не пинцетом) и запаивая перемычку КЗ припоем . Любые активные сопротивления (и обмоток тоже) могут ухудшить погрешность измерения , если Ls мала , менее 10 мкГн . В результате измерения получается сумма индуктивностей рассеяния первички и приведенной к первичке индуктивность рассеяния вторички.
Если нет прибора (или погрешность измерения малых индуктивностей очень велика), то можно сделать на быстром полевике схему накачки фиксированного тока (1 А ...10А - с ограничением этого тока) в первичку при замкнутой вторичке. Быстро выключая полевик (нужен приличный драйвер в затворе) смотрят за выбросом на первичке , которая должна быть соединена с параллельным резистором Rн =1...10 Ом. Получится всплеск напряжения с экспоненциальным падением амплитуды и постоянной времени T=Ls/Rн
На уровне 37% от амплитуды пика осциллографом измеряют длительность T и по формуле считают Ls= T*Rn.

Мистику разводите, КЗ во вторичке "максимально короткими проводами (не пинцетом) ", а сопротивление вторичной обмотки не надо учитывать ?! Не понимаю, вроде бы все разъяснили по поводу токов и магнитных потоков в трансформаторе, а делаем неправильные выводы! А все просто, если включить во вторичную обмотку чисто активную нагрузку, то индуктивность входа (т.е. первичной обмотки с активной нагрузкой во вторичной) и будет у нас индуктивностью рассеяния, так как активный ток во вторичной цепи "создает" в первичной только активный ток, а реактивная составляющая тока в первичной цепи связана с индуктивностью рассеяния. И никакое КЗ не нужно, в идеальном трансформаторе можно подключить любое активную нагрузку, в реально скорее всего существуют (как всегда) нюансы, которые не изменят сути , тем более, что при КЗ доля реактивной составляющей тока в первичной цепи уменьшается до реально возможного минимума и измерять входную индуктивность (т.е. рассеяния) будет труднее. Таким же образом можно измерять индуктивность рассеяния вторичной обмотки.

Видите ли, это не совсем индуктивность рассеивания. Даже совсем не индуктивность рассеивания. Вы, таким образом, измеряете индуктивную составляющую входного сопротивления трансформатора в режиме КЗ. Кстати второй способ будет более предпочтительным, т.к. в первом случае возможна большая погрешность, особенно с магнитопроводами, имеющими большую разницу между начальной и максимальной относительной магнитной проницаемостью.
Индуктивность рассеяния создаётся магнитными потоками рассеивания, которые не проходят по магнитопроводу.

Вы сами себе противоречите, индуктивность первичной цепи (как и вторичной цепи) в РР ( в отличие от ХХ, где ток первичной цепи полностью реактивный и входная индуктивность равна индуктивности первичной обмотки) полностью связана с индуктивностью рассеяния, мы же уже согласились, что магнитные потоки создаваемые токами первичной и вторичной обмотки в идеальном трансформаторе компенсируют друг друга и индуктивности рассеяния нет. Другое дело "методика" предлагаемая trutter-ом полностью ошибочна (мягко говоря) и ни на чем не основана. Просто проведите эксперимент с трансформатором с коэффициентом трансформации 1:1, соедините первичные и вторичные (все это условно, они ни чем не отличаются) выводы так, чтобы магнитные поля создаваемые вторичной и первичной взаимно компенсировались,в результате мы будем иметь катушку , наподобие с бифилярной обмоткой, которая имеет два вывода. В идеальном случае такая катушка должна была бы иметь нулевую индуктивность, а в реальности из-за магнитных потоков рассеяния, катушка будет иметь некую индуктивность (рассеяния), связанную с магнитным потоком рассеяния. Между прочим в сварочных трансформаторах искусственно увеличивают индуктивность рассеяния, исключая таким образом необходимость выходного дросселя (очень понятно об этом написано у В.Я. Володина "Современный сварочный аппарат своими руками" 2008г.).

[nonamedov]

Что тут новая теория скажет?
Так, так! Ждем-с теории!

Да нет никакой новой теории трансформаторов, просто тут полное непонимание "старой"!

[smmik]

Тут пришел поручик Ржевский и все испортил...

Господа! А как насчет трансформаторов без сердечника? Что тут новая теория скажет?

***Трансформаторы без сердечников давно и успешно применяются в высокочастотных цепях - приемники, передатчики. Надеюсь понятно, что ферритовые или латунные подстроечные сердечники в данном контексте можно во внимание не принимать. Можно построить, без какой-либо специальной теории и на промышленную частоту тр-р без сердечника, только он по всем параметрам будет многократно проигрывать традиционному.

На одном из итальянских сайтов строителя ламповых усилителей я даже нашел расчет таких вещей. Автор сам - профессионал. Мотает и продает обычные трансформаторы и утверждает, что сделал на трансформаторе без сердечника ламповый усилитель на EL84

***Либо Вы что-то недопоняли, либо его изделие на ЕЛ84, имхо - полный хлам

[pashigorov]

Вот немножко критических замечаний для топикстартера.
Утверждения автора я беру в угловые скобки, вот так ‹...› .


‹ Ни для кого не секрет, что современная теория трансформатора содержит ряд утверждений, противоречащих законам электротехники и главное закону сохранения энергии. ›

Такие утверждения требуют доказательств.

‹ Утверждение о том, что в магнитопроводе (сердечнике) трансформатора, в режиме работы на нагрузку, присутствует только магнитный поток перемагничивания (магнитный поток холостого хода), просто не выдерживает критики. ›

Это вы какую-то слишком упрощенную теорию изучали.
В нормальных теориях именно магнитный поток (если совсем точно, скорость его изменения), создаваемый током холостого хода,
создает ЭДС во всех обмотках.

‹ Также не убедительно утверждение и о том, что ток короткого замыкания идеального трансформатора стремится к бесконечности. Это противоречит закону сохранения энергии и больше похоже на фантастику, чем на науку, т.к. не показано за счѐт чего передаѐтся энергия во вторичную обмотку. ›

Это, опять же, из упрощенной теории идеального трансформатора, поэтому противоречия никакого нет. В серьезной теории ток КЗ не бесконечен, хотя и очень большой.

Так что весь первый абзац не выдерживает критики и должен быть полностью переработан.


Далее идет расчет мощности холостого хода. Почему-то на прямоугольном напряжении. Может, это как-то упрощает расчет? На синусе считать гораздо проще.
Но зато полностью упущено из виду, что эта мощность - реактивная. То есть, если посчитать ее среднее значение за период, получится нуль. Иначе говоря, половину периода энергия закачивается в сердечник, вторую половину периода энергия возвращается в источник. Эта энергия во вторичные обмотки не передается.

‹ Рассмотрим работу вторичной обмотки
трансформатора, при активной нагрузке ( R H ), в установившемся режиме. На рисунке 2 изображена схема электрической цепи. В начальный момент периода (Т), в замкнутой
цепи вторичной обмотки, под действием ЭДС E2 , начинает увеличиваться ток I m2 . Ток будет расти, пока не достигнет рабочего значения. Достигнув этой величины за время тау, ток будет сохранять постоянное значение до окончания полупериода.
Мгновенно принять рабочее значение ток не сможет, т.к. последовательно с нагрузкой, в цепи включена индуктивность вторичной обмотки L2 . ›

Здесь несколько ошибок. Почему при активной нагрузке и прямоугольной ЭДС ток достигает своего значения не сразу, непонятно. Последовательно с нагрузкой включена не индуктивность вторичной обмотки, а ЭДС вторичной обмотки.
На самом деле ток в чисто активной нагрузке будет прямоугольным.
Думаю, автор никогда не пытался передавать через трансформатор прямоугольный сигнал. Я передавал. На нагрузке четкий прямоугольник (если конечно трансформатор правильно рассчитан). Если индуктивности
рассеяния велики, на прямоугольнике могут быть видны выбросы и колебания. но фронты - практически идеальный прямоугольник. Здесь теория автора прямо опровергается практикой.

Поэтому дальнейшие рассуждения о росте токов обмоток лишены смысла. Ток будет прямоугольным во вторичной обмотке и суммой прямоугольного тока и тока ХХ первичной обмотки.

Рассуждения о невозможности компенсации магнитных потоков также оставляем на совести автора. К действительности они не имеют никакого отношения, и к тому же приведены без доказательства. Возможно, автор не знает о принципе суперпозиции.

Ну а далее в статье вдруг появляются два магнитных потока Ф1 и Ф2, хотя в начале статьи правильно утверждается, что они одинаковы (на один виток, конечно):
‹ Итак, мы выяснили, что магнитный поток холостого хода, он же и поток
перемагничивания сердечника трансформатора, наводит одинаковую ЭДС в каждом витке, всех обмоток трансформатора. ›

Далее уже становится трудно сказать, где ошибка, потому что рассуждения основываются на полностью ошибочных утверждениях.

‹ Теперь мы знаем, что ЭДС E2 , во вторичной обмотке,
возбуждается магнитным потоком Ф0 (13). ›

Это с одной стороны, а

‹ Ток во вторичной обмотке поддерживается магнитным потоком Ф2 и его значение, в режиме короткого замыкания мы тоже можем определить по формуле:
(14) ›

с другой. Что мешает автору, зная ЭДС и сопротивление нагрузки, рассчитать по закону Ома ток, мне непонятно. Но (14) при этом точно не получится.

Выражение для тока КЗ, как бы оно ни было получено для трансформатора, рассматриваемого в статье, должно выдавать бесконечное значение. ЭДС - конечна, сопротивление нагрузки - нуль. Автор отменил закон Ома.

Схема замещения трансформатора неверна и взята с потолка без какого-либо доказательства. В ней появляются сопротивления обмоток, какие-то емкости, нигде выше в анализе не участвующие; не приводятся формулы для пересчета параметров из вторичных обмоток в первичную и наоборот.
(На самом деле индуктивности первичной и вторичной обмоток в схему замещения входят совершенно по-другому. Подсказка: они должны быть параллельны первичной и вторичной цепи соответственно).

Опыт короткого замыкания сварочного трансформатора комментируется неверно. Во-первых, замыкание сварочных концов - это не совсем короткое замыкание для сварочника (но это ладно...). Во-вторых, ток КЗ сварочника ограничивается специально устроенной большой индуктивностью рассеяния сварочного трансформатора (для получения падающей "мягкой" характеристики).
А вы попробуйте замкнуть хотя бы полукиловаттный, но не сварочный, а обычный силовой трансформатор. Великолепный фейерверк я вам гарантирую (лучше иметь хорошие предохранители). То есть, ток пойдет ну очень большой. Не в два, в десятки-сотни раз больше номинального (в зависимости от мощности трансформатора).

Эта часть статьи также требует серьезной переработки.


Вот малая часть ошибок, которые еще как-то можно выделить из общего потока. После их устранения можно будет дальше поговорить.

[kru_yurij]

Мужики!

Какие пламенные речи! Пусть ТС выдаст свою методику расчета выходных трансформаторов для ламповых усилителей. И ежели с цифрами на руках ее подтвердит после прослушивания 5-7 усилителей будем считать по ней.

А поскольку он свободно обращается с формулами - ему и карты в руки. Пусть в LTSpice IV рабочую модель сделает. Тогда и посмотрим что к чему.

Меня лично удивило выражение со стр.4 трактата:

... поток перемагничивания трансформатора, наводит одинаковую ЭДС в каждом витке, всех обмоток трансформатора.

А почему же мы обмотки мотаем с разделением на части???

Мамой клянусь - не очень хорошо теорию знаю, но это НЕЛОГИЧНО!


Короче.
ТС делайте эксперименты с фиксацией результатов, модель и все в циферках докладывайте уважаемому обществе "негодяев от электроники". А мы разберемся где правда, а где ложь.

Кстати, почему ТС давно не пишет?

smmik! ‹***Либо Вы что-то недопоняли, либо его изделие на ЕЛ84, имхо - полный хлам›

"Дарагой"! Давай "дэнги", съезжу "пасматру" - расскажу.

За что купил - за то продал. Не понятно что ли?

Двигай в Италию, смотри, докладывай. И не будь таким занудным пожалуйста, да?

[avp94]

Какие пламенные речи! Пусть ТС выдаст свою методику расчета выходных трансформаторов для ламповых усилителей.

Да любого, который он рассчитывал и сравнивал со стандартной методикой. Об этом я его просил накануне Нового Года, но поздравив всех с праздником, и сославшись на него (праздник) просьба была благополучно забыта.

[mikaleus]

Вставлю свои "5 копеек" в защиту идеального трансформатора.
Уважаемый KREN изложил своё видение на трансформатор в статье на 12 страниц, начиная ругать идеальный трансформатор...
Для идеального трансформатора (потери на перемагничивание сердечника отсутствует, сопротивление обмоток равно 0) при КЗ вторичной обмотки трансформатор МОЖЕТ давать бесконечно большой ток при условии бесконечно большой мощности источника... Вопрос что такое бесконечно большой ток в идеальном трансформаторе??? Просто бесконечно большой ток при КЗ, при условии нулевого сопротивления обмотки, умноженный, как результат нулевого сопротивления обмотки, на нулевое напряжение НЕ ДАЁТ БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ. Тут самый раз использовать теорию пределов...
Реально трансформаторы в таком режиме (близком к КЗ) работают и пользуются "большим успехом" у энергетиков. ЭТО ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА!!! Но следует отметить, что мощность, передаваемая таким трансформатором стремиться не к бесконечности, а всё-таки к нулю...