¿Por qué los transformadores no pueden transformar la corriente continua?

Debido a dos razones principales, el transformador no puede usarse con fuente de CC o suministro de corriente de CC.

En primer lugar , el transformador funciona según el principio de inducción electromagnética. Según este principio, una corriente variable (corriente alterna) del lado primario del transformador crea un flujo magnético variable en el núcleo del transformador y esto induce un campo magnético variable en el lado secundario del transformador y produce fuerza electromotriz (EMF) en el lado secundario del transformador. Este es el principio de funcionamiento del transformador.

He usado un término variable arriba que significa cambiar en forma de onda. Ver en la forma de onda anterior. La forma de onda Ac está cambiando en cada ciclo. entonces el transformador funciona con suministro de corriente alterna.

Pero si usamos suministro DC

Ver en la forma de onda de la fuente de CC anterior, tiene características de magnitud de tiempo constante (no variable). Por lo tanto, no habrá cambios en la corriente, no habrá cambios en el flujo, por lo que la fem inducida será cero en el lado secundario.

Es decir, según la ley de inducción electromagnética de Faraday.

Si no hay cambio en el flujo

E = 0

En segundo lugar, si conecta un transformador al suministro de CC,

X (reactancia inductiva) = 2πf

Para DC f (frecuencia) = 0

Entonces, la reactancia inductiva será cero para el suministro de CC. Por lo tanto, grandes corrientes de corriente a través del devanado y el devanado pueden quemarse o dañarse.

Debido a estas dos razones principales, no podemos usar el suministro de CC para un transformador.

Hay un tipo de transformador de corriente que puede medir la corriente continua y una corriente de cualquier frecuencia. Se llama DCCT y utiliza un dispositivo Halleffect. Funciona así:

Un dispositivo de efecto Hall puede medir la intensidad de un campo de flujo magnético. Es un cristal semiconductor como se ilustra en la Figura 1. Una corriente continua de CC pasa a través del cristal en la dirección “X” (de izquierda a derecha). El flujo magnético que se mide pasa a través del cristal en la dirección “Z” (verticalmente). Los electrones en movimiento generan un campo magnético alrededor de su dirección de movimiento, tal como ocurre alrededor de un conductor portador de corriente. Este campo interactúa con el flujo que se mide y ejerce una fuerza de desviación sobre los electrones. Por lo tanto, los electrones se desviarán hacia un lado del cristal en la dirección “Y” (de atrás hacia adelante) a medida que viajan. Esto se llama efecto Hall . Puede considerarse como una extensión de la regla de la mano izquierda (motor) de Fleming.

Figura 1: Dispositivo de efecto Hall

La desviación de los electrones hace que se concentren en una de las placas del eje “Y”, y un número correspondiente de agujeros se concentrará en la placa opuesta. Esto se puede detectar como una diferencia de potencial entre las placas en la parte frontal y posterior del cristal, como en la figura. Esta diferencia de potencial es una medida de la intensidad del campo magnético.

El efecto Hall descrito anteriormente se puede usar para medir corriente DC o AC. Consulte la Figura 2. Un núcleo de hierro suave o ferrita está construido con un pequeño espacio en el mismo. Se coloca un dispositivo de efecto Hall en este espacio y se conecta a una fuente de corriente y amplificador de voltaje como se muestra. Un conductor que lleva la corriente que deseamos medir se coloca a través del núcleo de la misma manera que para un transformador de corriente alterna. La corriente en este conductor generará flujo en el núcleo, y la magnitud del flujo es detectada y amplificada por la electrónica DCCT. Esto se usa directamente como una indicación de la corriente primaria.

Figura 2: Open Loop DCCT

En un DCCT de circuito cerrado, se coloca un devanado secundario de muchas vueltas en el mismo núcleo, como se muestra en la Figura 3. La corriente en este devanado es controlada por la electrónica, y mediante el uso de un sistema de retroalimentación se ajusta para cancelar exactamente el flujo generado por la corriente en la primaria. El sensor de efecto Hall se utiliza para detectar este “flujo nulo”. Al medir la corriente secundaria inyectada para lograr esta cancelación de flujo, logramos una medición precisa de la corriente primaria.
La ventaja del sistema de circuito cerrado es la alta precisión. Las no linealidades en la salida del dispositivo de efecto Hall y en la curva BH del núcleo no tienen efecto en la salida. Las desventajas incluyen una mayor complicación y una respuesta de frecuencia reducida del sistema.

Figura 3: DCCT de circuito cerrado

Los DCCT se usan comúnmente en variadores controlados por vectores de motores de CA y otras aplicaciones de electrónica de potencia donde se requiere una medición precisa de la corriente a cualquier frecuencia (incluida CC).

DC? De ninguna manera.

Por qué ?
Vamos a verlo aplicando una fuente de CC al transformador primario.

Cuando se aplica una fuente de CC, fluirá una corriente en el devanado primario. Todo bien hasta aquí.
Pero ahora, dado que la CC no varía con el tiempo, no habrá corrientes inducidas (espero que sepa qué es la inducción electromagnética). Como el transformador funciona según el principio de la inducción electromagnética y no habrá inducción (debido a la naturaleza no variable de CC con el tiempo), no se observará ninguna corriente en el devanado secundario. Lo que significa que el transformador no funciona. No está suministrando corriente para cargar conectado al secundario. La carga aquí es tan buena como el circuito abierto.

Para decirlo de manera más simple:

Un transformador funciona según el principio de la inducción electromagnética, pero para que se produzca la inducción, el flujo vinculado debe variar con el tiempo, lo que no es posible en el caso de CC. Por lo tanto, el transformador de CC no es posible.

De hecho, si conecta una fuente de CC a un transformador, lo más probable es que el transformador se queme.

Espero eso ayude. \ U0001f60a

Porque la corriente continua no es de naturaleza alterna.

Un transformador funciona según los principios de “inducción electromagnética”, en forma de inducción mutua.

En el transformador no se puede usar CC porque-

  1. La resistencia del devanado (primario) es muy baja ( ya que el devanado está hecho de material conductor como Cu ) en comparación con su reactancia. Cuando se aplica voltaje de CA en el primario, la corriente está limitada por la reactancia, así como la resistencia del devanado primario. Pero para la reactancia de suministro de voltaje de CC será cero ( ya que no hay inductancia en CC ) , por lo que la corriente está limitada solo por una pequeña resistencia . Debido a esta corriente, se volverá tremendamente alta y el transformador se quemará.
  2. Transformer funciona según el principio de la ley de inducción de Faraday. Según esta ley, la fem inducida –

Como en el caso del suministro de CC, el valor de la corriente es constante con respecto al tiempo, por lo que no habrá ningún cambio en el flujo debido al flujo de corriente de CC en el devanado primario. Y de acuerdo con la ley de Faraday, la fem inducida por inducción en la secundaria será cero

Simplemente, Transformer es un par de bobinas inductoras enrolladas en un núcleo magnético. Un devanado primario, es decir, al que aplica la fuente y el otro es el devanado secundario.

Por lo tanto, según el comportamiento del inductor a la entrada de CA, cuando se aplica CA al devanado primario, habrá un cambio constante en la corriente que conduce a un campo magnético cambiante que luego se vincula al devanado secundario y, por lo tanto, induce EMF.

Si se proporciona entrada de CC, no habrá flujo magnético variable y, por lo tanto, no se produce EMF en el devanado primario. Por lo tanto, el voltaje neto será cero debido a que el devanado primario consume más corriente y esto conduce a la quema del devanado.

Pero en el caso del transformador de pulso, cuando los pulsos de CC se dan como entrada, habrá cambios repentinos en la corriente, lo que produce un flujo magnético variable y se obtiene una salida de pulso.

El concepto de inducción electromagnética es bastante básico. Tiene que haber un cambio en los enlaces de flujo con un conductor para que se induzca un EMF.

Eso se puede hacer de dos maneras:

  • Cambie los enlaces de flujo con respecto al espacio, en el que un flujo de un imán permanente / electro, que no varía con respecto al tiempo, se mueve manualmente en posición con respecto a un conductor. Este principio se usa en generadores.
  • Cambie los enlaces de flujo con respecto al tiempo, en donde el flujo varía en el tiempo, y generalmente alterna en naturaleza, mientras que las posiciones relativas del flujo y el conductor no cambian. Este principio se usa en un transformador.

Lo que está sugiriendo no es posible, ya que los enlaces de flujo no variarían ni en el espacio ni en el tiempo, por lo que es imposible inducir un EMF en el conductor.

Si le damos corriente DC al transformador, entonces su núcleo se satura ya que estamos utilizando material magnético como núcleo. Esto conduce a una alta corriente de magnetización para hacer que el flujo sea constante. Debido a la alta corriente de magnetización, la corriente primaria se vuelve muy alta y daña el devanado primario. Si vemos la curva BH de cualquier material magnético, encontramos que la inversión de H (o corriente) debe estar allí. Si damos corriente continua, entonces la mayor parte del ciclo de histéresis estará en el primer cuadrante, lo que conducirá a una alta corriente de magnetización.

Cuando el material magnético (núcleo) se satura, la curva BH se vuelve aproximadamente en línea recta paralela al eje H. Como en BH, la curva B está relacionada con el flujo y H está relacionada con la corriente de magnetización. Ahora, para aumentar ligeramente el flujo, necesitamos una gran cantidad de corriente magnetizante. Debido a esto, se evita la saturación magnética y, por lo tanto, no se proporciona CC.

gracias por preguntar;

El principio de funcionamiento del transformador es la ley de inducción. Ahora, para la acción del transformador, esta inducción está asociada con la tasa de cambio del electromagnetismo de dos electroimanes separados creados por el devanado primario y el secundario.

La corriente alterna o alterna por su naturaleza alterna puede proporcionar electroimanes que cambian continuamente. Es por eso que cuando hablamos de transformadores tenemos una elección natural de CA. Por el contrario, el transformador se desarrolló para realizar algunas funciones asociadas con la red de alimentación de CA.

Para DC no estamos teniendo cambios en los electroimanes. Aunque habrá inducción electromagnética, pero como la tasa de cambio está ausente, la transformación no es posible. Gracias por preguntar.

La clave es que el campo magnético en el transformador tiene que cambiar . A medida que aumenta el voltaje de entrada de CA, el campo magnético se acumula, a medida que el voltaje vuelve a cero, el campo magnético colapsa. El cambio en la intensidad de campo es lo que induce el voltaje en el secundario. La corriente continua es constante, no varía con el tiempo.

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  1. No se puede usar CC porque solo los campos magnéticos “variables en el tiempo” producen voltaje.
  2. El suministro de corriente continua a un núcleo de transformador no necesariamente “saturaría” siempre el núcleo ni quemaría el devanado de la bobina. Se puede evitar la saturación del núcleo al suministrar una pequeña cantidad de corriente, y el calentamiento del devanado del transformador se puede evitar al minimizar la densidad de corriente del cable.
  3. Para el “aislamiento galvánico” de CC, primero se debe cortar el suministro de CC a una frecuencia nominal e ingresarlo al transformador, ahora funcionará porque varía en el tiempo, luego en rectificación secundaria y se filtra la CC pulsante para usarla como CC voltaje.

En los primeros días de las radios de los automóviles, antes de que los transistores estuvieran disponibles y se necesitaran voltajes más altos para operar los “tubos de vacío”, se usaron dispositivos llamados choppers o vibradores para convertir el voltaje de la batería de + 12Vdc a CC pulsante, que luego podría aplicarse a los transformadores para intensifique el voltaje a los cientos de voltios requeridos por los circuitos de tubos. En esas radios de automóviles “antiguos”, los vibradores eran a menudo el primer componente que fallaba y necesitaba ser reemplazado. Cuando era adolescente, ¡prefería que me pagaran por hacer eso, ya que cortar el césped era un trabajo ardiente y sudoroso!

De hecho, pueden: un transformador es un dispositivo de CC. La limitación es que no pueden mantener DC por mucho tiempo. Cuando se aplica un voltaje de CC al primario de un transformador, se produce CC en el secundario. Durante este tiempo, el flujo en el núcleo aumenta linealmente con el tiempo. El núcleo eventualmente se saturará y la corriente primaria aumentará hasta el punto de que el voltaje no puede ser sostenido.

Los transformadores funcionan en el principio de inducción mutua, lo cual es posible si hay producción de campo magnético alterno, que a su vez es producido por corriente alterna (CA) y CC producirá un campo magnético constante y, por lo tanto, no habrá inducción, por lo tanto no habrá transformador. trabajo

Bueno, en general, no obtiene ningún cambio valioso al ejecutar CC en un transformador, sin embargo, hay casos en los que su fuente es voltaje de CC, y puede manipular la señal a través de medios mecánicos o eléctricos para causar una fluctuación en la señal de CC y esencialmente crear Una corriente continua pulsante que se puede utilizar para producir la acción del transformador. Esto se puede ver en la chispa de alto voltaje creada por la bobina para un motor de combustión interna, y también en otros casos. La mejor manera de ayudarlo a comprender es señalar cómo funciona un transformador. Un transformador funciona al tener dos bobinas envueltas lo suficientemente juntas entre sí para que cuando la corriente fluya en una bobina, el campo magnético (líneas de flujo) de esa bobina se expanda a una fuerza máxima mientras la corriente fluye y pasa a través del devanado de la otra bobina. . Cuando una señal de CA cambia de dirección, o una señal de CC pulsante deja de alimentar el circuito de la primera bobina, el gran campo magnético (líneas de flujo) colapsa rápidamente y se estrella contra la otra bobina que induce un voltaje en esa segunda bobina. Dependiendo de la cantidad de devanados en una bobina en comparación con la otra bobina (la relación de vueltas) determinará cuánta energía se transfiere de una a la otra. También hay muchas otras variables, sin embargo, esta es una explicación muy básica. Para un ejemplo rápido, si tenía una señal de CA de 24 voltios y la ejecutó a través de un transformador con una relación de 2 a 1 vueltas, y alimentó la señal al lado del transformador con la bobina más grande, y usó la bobina más pequeña como la salida, entonces bajaría el voltaje de 2 a 1, y tendría 12 voltios de CA en la salida. Si lo operara en la otra dirección y pusiera los mismos 24 voltios de CA en el mismo transformador y usara la bobina más pequeña como su lado de entrada y la bobina más grande como salida, entonces aumentaría el voltaje de 2 a 1 y usted tendría 48 voltios de CA en el lado de salida del transformador. El transformador funciona de manera muy similar a como funciona una caja de cambios mecánica en la transmisión de un automóvil. Aunque su voltaje sube o baja y el amperaje de esa señal es inversamente proporcional al voltaje. cuando uno sube, el otro baja. Nunca obtienes algo por nada. Lamento decir que no puedes crear energía libre. Hay muchas otras partes y características de los transformadores que cambian la forma en que funcionan, como las tomas centrales, la forma en que están enrolladas y su material central, pero estos son los conceptos básicos.

En una palabra, ¡NO! Un transformador requiere alguna forma de CA o CC pulsante para funcionar.

Mi primer trabajo, en 1958 y ’59, fue como técnico de reparación de radio en una tienda de radio y televisión, y cuando alguien entró con una radio de automóvil muerta, fui yo quien tomó mi caja de herramientas y me dirigí al auto. . En la caja de herramientas, llevaba tres vibradores diferentes (uno para radios de 6 voltios y dos diferentes para radios de 12 voltios) y un tubo rectificador OZ4, así como algunas herramientas manuales. Con estos elementos, arreglé aproximadamente el 90% de los problemas sin sacar la radio del automóvil. A veces, un tubo se estropeaba y, por lo general, se reemplazaban sin tirar de la radio. El resto del tiempo tuve que sacar la radio y llevarla al banco para su análisis y reparación. Realmente me encantaron las radios de automóviles Ford: 3 enchufes en la parte posterior (alimentación, altavoz y antena), una tuerca de 7/16 en la parte posterior, quitar las perillas y quitar las tuercas debajo de las perillas y la radio literalmente se cayó en su ¡manos! Otros autos fueron más difíciles, como el nuevo Lincoln, pero eso llevaría todo el día explicarlo, así que te ahorraré.

Las primeras radios de automóviles con todos los transistores ocasionalmente “soplaron” los transistores, pero ahora con las radios con todos los transistores, las fallas son poco frecuentes.

Si. Incluso la corriente / tensión de CC se puede transformar siempre que se corte regularmente con una frecuencia y luego se vuelva a transformar usando el filtro de paso bajo de nuevo a CC. Entonces, el cambio es el rey del transformador. Cualquier cosa que no esté cambiando no se transmite, ya que solo un cambio puede producir un flujo cambiante en el núcleo y luego se convierte nuevamente en cantidad eléctrica en el otro lado.

La respuesta del Sr. Meghraj Prasad Kurmi es excelente, ya que se aplica a los sistemas de CC no pulsantes. No es que la mayoría de las respuestas dadas parezcan ignorar DC pulsante. La ley de Faraday no requiere que la forma de onda se vuelva negativa con respecto a una referencia de voltaje 0, solo que está cambiando. Considere una señal de CA rectificada de onda completa o una onda cuadrada aplicada al lado primario de un transformador. El dv / dt y di / dt aplicado todavía se “transformarán” al lado secundario. Feo, pero funciona y con el filtrado adecuado puede funcionar para la aplicación.

Comida para el pensamiento.

Sabemos que el transformador funciona según el principio de inducción electromagnética a / c a la que debe haber un cambio relativo de flujo wrt conductor para producir un EMF. En la corriente alterna cambia el tiempo wrt, por lo tanto, produce un flujo variable en el tiempo que al cortar un conductor generada por otro lado en CC, la corriente no varía el tiempo de wrt y, por lo tanto, el flujo producido por esta corriente también se fija para que el transformador no funcione en CC.

ESPERO que esta respuesta te ayude a entender por qué el transformador no funciona en CC, aún si tienes alguna duda comenta.

Una corriente está asociada con un campo magnético inducido alrededor del conductor. El principio de funcionamiento de un transformador es que la tasa de cambio del flujo magnético vinculado con una bobina induce una fuerza electromotriz, que hace que una corriente fluya a través de la bobina. Lo más importante aquí es que el flujo magnético debe cambiar continuamente, por lo tanto, AC se transforma fácilmente como la corriente y, en consecuencia, el campo magnético está cambiando continuamente. No es que DC no pueda transformarse, sino DC estable que no puede transformarse.