Calculo de transformadores de audiofrecuencia

#63
Buenas, dejo mi humilde intento de contribuir:

Cálculos de transformadores de salida para válvulas:

Para el transformador de salida de un equipo valvular, las características para el núcleo y la inducción que poseen los adaptadores de Z, también se aplican a estos tipos ya que también son adaptadores de impedancias, la única diferencia es que en vez de acoplarlas Z entre 2 válvulas, lo hace entre las válvulas de salida y la bobina del parlante. Cabe aclarar ademas, que el secundario de este tipo de transformadores entrega cierta cantidad de corriente en su secundario, la cual acompañada por una tensión, hacen posible la excitación de la bobina móvil del parlante conectado.Es conveniente sacar varias tomas en el secundario de este tipo de transformador para poder conectar parlantes con diferentes valores de Z (4, 8 o 16 ohms, o los tipos antiguos de 2.5, 5 y 7 ohms los cuales están obsoletos).Antes que nada y para facilitar la obtención del núcleo, se plantea la siguiente ecuación,si es que se conoce la potencia a manejar por el transformador (por lo general si, y si no se puede hallar por el producto entre la tensión en el primario y la corriente máxima de una de las válvulas de salida (en el caso de una configuración push-pull) o la única que halla (clase A):

S = 2,1 *√ (P)

Donde P = potencia a manejar por el primario y 2,1 es un coeficiente para aumentar la sección del núcleo a un valor seguro evitando saturación. Suponiendo una válvula con los siguientes datos:

Vp = 250V, Vg = -16,5, Ip = 34mA y Rp (Z de placa) = 7000 ohms.

El primario se calcula de la misma forma que un adaptador de Z, primero hallamos Lp:

Lp = Rp / f * 2,18

Donde Rp = Z de placa de la válvula (resistencia de placa) y f = frecuencia mas baja en la que la atenuación sea menor a 0,5db, por lo general 200Hz. Con nuestros valores tendremos:

Lp = 7000 / 200 * 2,18 = 16H

Ahora vamos a hallar el numero de espiras en el primario. Para esto necesitamos la sección del núcleo (en base a la formula para hallar la sección, ir a Tabla de laminación y carreteles) y la longitud de la linea magnética media (En la tabla de carreteles y laminación, una vez escogido el núcleo mas adecuado, elegir la laminación y hallar la longitud de la linea de fuerza media por la formula l = (D+E) * 2 + (A * 2).).

N = 10000 * √( Lp * l / 1,25 * phi * S )

Para nuestro caso, la potencia es Vp * Ip = 8.5W, por lo que tendremos una sección

S =2,1 *√8,5 = 6.1cm²

Nuestro núcleo mas aproximado es de 6.6cm² (carretel numero 77 ) por lo tanto, nuestro l mide 13.6cm. Para phi se debe tomar un valor no superior a 500 Gauss, por lo explicado en adaptadores de Z, debido a la existencia de un campo continuo que limita en gran medida la inducción máxima restante del núcleo (1/10 a 1/15 de la total). Reemplazando tendremos:

N = 10000 *√(16 * 13,6 / 1,25 * 500 * 6,6 ) = 2238 espiras

Para el numero de espiras en el secundario hay que relacionar las impedancias de primario y secundario:

Q = √(Z1 / Z2) en donde Z1 es la Z del primario, Z2 es la del secundario y Q es la relación de transformación. Para nuestro caso: Z1 = 7000 ohms y Z2 = 8 ohms (o el valor del parlante que se posea).

Q = √(7000 / 8) = 29.6

Y de acuerdo a esto, el numero de espiras en el secundario será:

N2 = N1 / Q; N2 = 2238 / 29,6 = 75.6 espiras, o 76 para hacer las cosas redondas.

Si por el primario pasan 34mA la sección de alambre va a ser:

S alambre primario = Ip / D

Donde D = densidad de corriente en el alambre en A/mm². Por lo general, cuando el alambre es fino se toma 2,5 A/mm² para engrosar un poco la sección y evitar trabajar con un alambre muy fino y frágil que se puede cortar.

S a p = 0,034 / 2.5 = 0.0136mm2 o un alambre de 0.13 o 0.14 mm de diámetro.

Y en el secundario, en el cual primero hay que hallar la I:

I2 = N * Ip / N2; entonces: 2236 * 0.034 / 76 = 1 A (redondito)

Por lo tanto la sección va a ser:

S a sec = 1 / 2.5 = 0.4 mm² o un alambre de 0.75mm de diámetro. Es importante destacar que los cálculos se hacen con las corrientes máximas que se pueden alcanzar, así que se puede disminuir la sección del alambre del secundario a la mitad para no trabajar con alambres muy gruesos ademas de su precio. Con un alambre de 0,4 de diámetro en el secundario va a funcionar bien. Claro que esto es a elección de cada uno. Preferentemente yo usaría alambres de la sección que dan los cálculos a máxima corriente para tener menos resistencia ohmica en los bobinados y reducir la perdida de potencia.


La fuente es un documento de Scribd, espero que le sirva a alguien (y)
 

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