Si se realiza un corte con sierra en el núcleo de hierro de un transformador monofásico con terminales secundarios abiertos, ¿habrá un voltaje secundario inducido?

Answer 1

Hagamos un ejemplo. La longitud de nuestro núcleo es de 100 mm y nuestro corte de sierra es de 1 mm de ancho. El hierro tiene una permeabilidad relativa ([math] \ mu_r [/ math]) de 4000.

Estamos interesados ​​en la relación de la corriente de excitación (también conocida como corriente de magnetización ) después del corte ([matemática] I_2 [/ matemática]) y antes del corte ([matemática] I_1 [/ matemática]) cortando el núcleo. Lo sabemos

[matemáticas] I = \ frac {V} {Z} [/ matemáticas]

Donde Z es la impedancia, entonces la relación de corriente es:

[matemáticas] \ frac {I_2} {I_1} = \ frac {Z_1} {Z_2} [/ matemáticas]

También sabemos que:

[matemáticas] Z = 2 \ pi FL [/ matemáticas]

[matemáticas] L = \ frac {N ^ 2} {\ Sigma R} [/ matemáticas]

[matemáticas] R = \ frac {l} {{\ mu_r} {\ mu_0} {A}} [/ matemáticas]

Donde L es inductancia, R es reticencia y A es el área de la sección transversal del núcleo. Así se puede decir:

[matemáticas] \ frac {I_2} {I_1} = \ frac {Z_1} {Z_2} = \ frac {L_1} {L_2} = \ frac {\ Sigma R_2} {\ Sigma R_1} [/ math]

Las reticencias se suman alrededor del ciclo. Luego dividiendo [math] \ mu_0 [/ math] y [math] {A} [/ math]

[matemáticas] \ frac {I_2} {I_1} = \ frac {\ frac {l_ {core}} {\ mu_ {r core}} + \ frac {l_ {gap}} {\ mu_ {r gap}}} { \ frac {l_ {core}} {\ mu_ {r core}}} = \ frac {\ frac {0.1} {4000} + \ frac {0.001} {1}} {\ frac {0.1} {4000}} = 41 [/ matemáticas]

Por lo tanto, la corriente primaria ha aumentado 41 veces debido al corte del núcleo.

Sin profundizar en los detalles, el voltaje secundario difícilmente cambiará. Por lo tanto, la respuesta correcta es B.

Una nota sobre la corriente de excitación: calculamos que sin carga, la corriente de excitación aumentaría 41 veces. Si se agrega una carga, el primario tendrá tanto la corriente de magnetización como la corriente de carga reflejada. Estos agregarán cuadratura y, como resultado, el aumento de la corriente de magnetización podría no ser un problema.

Answer 2

Decir que no habría voltaje en el secundario sería incorrecto, pero esa es la respuesta ‘más apropiada’ entre las opciones dadas.

En el estado estacionario, la cantidad de corriente que consume el devanado primario depende solo del voltaje aplicado, la resistencia de la bobina y la reactancia inductiva de la bobina.

Para calcular la magnitud y la fase, puede aplicar la ley de Ohm.

Ahora, dado que la corriente primaria no cambia, la fuerza magnetomotriz (mmf) que es igual al número de vueltas de amperios no cambia.

Pero, aquí está la trampa. Cuando haces ese corte de sierra, la reticencia magnética del núcleo cambia.

Si el núcleo sin cortar tenía una resistencia magnética de decir R (sin cortar), la resistencia magnética simplemente aumenta una vez que se realiza el corte, ya que la resistencia magnética del aire (digamos R (aire)) es mil veces mayor que la resistencia magnética de cualquier material magnético

Ahora, la renuencia total del núcleo (R) sería la suma de R (sin cortar) y R (aire)

Como puede ver, la reticencia magnética ha aumentado a pasos agigantados, lo que significa que la configuración del flujo en el núcleo es mucho más pequeña de lo que se habría establecido si no se hubiera realizado el corte.

[matemáticas] mmf = reluctancia * flujo … (1) [/ matemáticas]

Entonces, con mmf restante constante, si aumenta la reticencia, el flujo disminuye.

Ahora, el voltaje inducido en la bobina secundaria es el número de vueltas multiplicado por la tasa de cambio de flujo.

Como el flujo en sí mismo es muy pequeño, también disminuye la tasa de cambio de flujo. (Solo diferencie 5 * sin (w * t) y 0.05 * sin (w * t) y verifique, obtendrá lo que estoy tratando de transmitir)

Ahora que la tasa de cambio de flujo ha disminuido, el voltaje inducido en la bobina secundaria será muy, muy inferior, ya que la reticencia del aire es muy muy alta. Si supone que la resistencia del aire es infinita (que no es el caso), no se inducirá voltaje en la bobina secundaria.

Pero bueno, infinito o no, la opción más apropiada para esa pregunta sería de hecho A.

PD: La ecuación (1) se llama ley de Hopkinson, que es el análogo magnético de la ley de Ohm. Lo que dije en la respuesta es equivalente a decir que la corriente en un circuito eléctrico disminuye, dado que la resistencia aumenta y el voltaje se mantiene constante.

Answer 3

No estoy de acuerdo: un corte de sierra es un espacio estrecho que el flujo magnético puede saltar fácilmente. Pensaría que el flujo disminuiría ligeramente y, por lo tanto, la capacidad actual de salida sería menor, pero como dije, un corte de sierra es una brecha estrecha y el campo magnético definitivamente lo cerrará. Tome dos imanes y sienta cuán fuerte es la atracción cuando están uno al lado del otro y luego sepárelos por ejemplo 1/64 pf por pulgada mientras la sierra corta – (pr 1/8 incluso) y el campo magnético no disminuye significativamente. El voltaje es principalmente la relación de vueltas.

He enrollado muchos tipos de transformadores y un pequeño espacio no cambia totalmente el rendimiento. El tipo de núcleo E y los núcleos de maceta comúnmente tienen un espacio delgado para controlar los puntos de saturación

Yo elegiría C

Un campo magnético puede saltar fácilmente un pequeño espacio como un corte de sierra con facilidad. De hecho, sería difícil medir la reducción. Menos análisis, por qué no PRUEBA esto, puede que aprenda algo. Puede comprar un núcleo de ferrita de núcleo E o un núcleo de maceta y construir un transformador y esto le permitirá introducir un espacio de aire fácilmente

O incluso más simple, tome dos imanes permanentes fuertes y colóquelos en n para obtener una atracción total. Siente la fuerza. Ahora ponga suficiente papel entre el grosor de un corte de sierra. El campo magnético se reduce muy poco. Un corte fino de sierra disminuirá muy poco la densidad de flujo

Answer 4

La respuesta correcta es C.

Una brecha menor cortada por una sierra cambiará levemente las inductancias mutuas y automáticas, pero no causará ningún cambio importante en los parámetros generales.

Este tipo de espacio en realidad se hace con el propósito de que ciertos transformadores con núcleo de ferrita linealicen la corriente de magnetización.

Finalmente, solo por eliminación, las alternativas restantes para esta búsqueda son demasiado catastróficas para ser verdad.

Gracias por su atención.

Answer 5

Se inducirá voltaje secundario, pero dará como resultado una corriente excesivamente grande consumida por el primario.

Cuando se realiza un corte con sierra, se induce un espacio de aire. Como el espacio de aire es pequeño, habrá suficiente flujo para la acción del transformador; sin embargo, debido a la reducida resistencia del núcleo, el primario extraerá una corriente excesivamente grande.

Answer 6

La única respuesta lógica es B (si vas y eliminas uno por uno). El espacio de aire conduce a un flujo de fuga y pérdidas. Necesitará una mayor corriente de magnetización porque aumentará la resistividad magnética. A) podría ser una respuesta si hubiera conocido los parámetros del circuito magnético porque, tal vez, el generador de CA no puede proporcionar la corriente para la magnetización del núcleo magnético.

Answer 7

Tiene razón, el mmf caerá mucho debido al incremento de la reticencia, luego la inductancia también caerá y la “carga” vista desde la fuente se volverá mayormente resistiva (resistencia del cableado de la bobina) y muy baja, pero algunos mmf permanecerán, fuertes, induciendo algo de voltaje en ambas bobinas

Answer 8

Creo que tienes toda la razón. Se necesitará una corriente de magnetización mucho mayor en el primario para empujar el flujo magnético en su camino cerrado alrededor del núcleo de hierro, pero ese flujo aún se creará, y la mayor parte también pasará por el devanado secundario. Esto supone que, como lo sugiere el diagrama, el espacio creado por el corte de la sierra es >> pequeño en relación con la longitud total del recorrido del flujo magnético en el núcleo. Si la brecha fuera muy grande, una fracción cada vez más grande de las líneas de flujo que pasan a través de la primaria fallarían también para pasar a través de la secundaria.

Answer 9

Ni A ni B son completamente correctos. Cortar el núcleo disminuirá la auto inductancia del primario y reducirá la inductancia mutua entre los devanados primario y secundario. Esto aumentará la corriente primaria mientras disminuye el voltaje de circuito abierto inducido en el secundario. El efecto de inductancia mutua será más significativo, por lo que A es más correcto.

Answer 10

Creo que la respuesta es C. Se supone que el núcleo del transformador se interrumpe, de lo contrario formará las corrientes de Eddie en el código. Utilizan láminas metálicas delgadas y aisladas para crear el núcleo magnético. La respuesta A es incorrecta con seguridad. Incluso si toma un clavo y coloca dos devanados uno al lado del otro (lo que hace un transformador de núcleo abierto de mala calidad), si el secundario no tiene carga, medirá un voltaje a través de él. La eficiencia del transformador será pobre, pero habrá voltaje en el secundario.

Answer 11

Si coloca un espacio en un núcleo, esencialmente aumenta la resistencia magnética, lo que a su vez reduce el flujo magnético que reduce el voltaje inducido en el secundario. El primario no extraerá corriente excesiva, ya que esencialmente será un transformador sin carga y esos no consumirán corriente excesiva. Por el contrario, dibujan muy poco.

Asegúrese de comprender cómo se produce esta respuesta porque es esencial cuando se trata de comprender los transformadores.