¿Cómo uso un transformador como inductor?

¿Cómo obtengo un inductor del transformador dado en la imagen? ... De modo que la inductancia del inductor resultante debe ser máxima.

• Conecte el extremo sin puntos de un devanado al extremo con puntos del otro.
  ej., P ₂ a S ₁ (o P ₁ a S ₂ ) y use el par como si fuera un devanado único.
  (Según el ejemplo en el diagrama a continuación)

• Usar solo un devanado NO produce el resultado de inductancia máxima requerida.

• La inductancia resultante es mayor que la suma de las dos inductancias individuales.
  Llame a la inductancia resultante L _t ,

  • Lt > _{Lp _}
  • L _t > L _s
  • L _t > (L _p + L _s ) !!! <- esto puede no ser intuitivo
  • $L_t = ( \sqrt{L_p} + \sqrt{L_s}) ^ 2$<- También es poco probable que sea intuitivo.
  • $\dots = L_p + L_s + 2 \times \sqrt{L_p} \times \sqrt{L_s}$

Tenga en cuenta que SI los devanados NO estaban conectados magnéticamente (por ejemplo, estaban en dos núcleos separados), entonces las dos inductancias simplemente se suman y L _sepsum = L _s + L _p .

¿Cuál será el comportamiento de frecuencia del inductor resultante? ¿Tendrá un buen desempeño en frecuencias distintas a las que el transformador original estaba clasificado para funcionar?

El "comportamiento de frecuencia" del inductor final no es un término significativo sin una explicación adicional de lo que significa la pregunta y depende de cómo se use el inductor.
Tenga en cuenta que "comportamiento de frecuencia" es un buen término, ya que puede significar más que el término normal "respuesta de frecuencia" en este caso.
Por ejemplo, aplicar voltaje de red a un primario y un secundario en serie, donde el primario está clasificado para uso de voltaje de red en operación normal, tendrá varias implicaciones dependiendo de cómo se use el inductor. La impedancia es mayor, por lo que la corriente de magnetización es menor, está menos saturado. Las implicaciones dependen de la aplicación, muy interesante. Será necesario discutir.

Conectar los dos devanados para que sus campos magnéticos se apoyen entre sí le dará la máxima inductancia.

cuando esto se hace

• el campo de la corriente en el devanado P ahora también afectará al devanado S

• y el campo en el devanado S ahora también afectará al devanado P

por lo que la inductancia resultante será mayor que la suma lineal de las dos inductancias.

El requisito para que las inductancias se agreguen donde hay 2 o más devanados es que la corriente fluya hacia (o desde) todos los extremos de los devanados punteados al mismo tiempo.

• $L_{effective} = L_{eff} = (\sqrt{L_p} + \sqrt{L_s})^2 \dots (1)$

Porque:

Cuando los devanados están mutuamente acoplados en el mismo núcleo magnético, de modo que todas las vueltas en cada devanado están unidas por el mismo flujo magnético, entonces, cuando los devanados están conectados entre sí, actúan como un solo devanado cuyo número de vueltas = la suma de las vueltas en los dos devanados

es decir$N_{total} = N_t = N_p + N_s \dots (2)$

Ahora: L es proporcional a las vueltas^2 =$N^2$
Así que para la constante de proporcionalidad k,
$L = k.N^2 \dots (3)$
Asi que$N = \sqrt{\frac{L}{k}} \dots (4)$

k se puede establecer en 1 para este propósito ya que no tenemos valores exactos para L.

Asi que

De (2) arriba:$N_{total} = N_t = (N_p + N_s)$

Pero :$N_p = \sqrt{k.L_p} = \sqrt{Lp} \dots (5)$
Y :$N_s = \sqrt{k.L_s} = \sqrt{L_s} \dots (6)$

Pero$L_t = (k.N_p + k.N_s)^2 = (N_p + N_s)^2 \dots (7)$

Asi que

$\mathbf{L_t = (\sqrt{L_p} + \sqrt{L_s})^2} \dots (8)$

Que se expande a:$L_t = L_p + L_s + 2 \times \sqrt{L_p} \times \sqrt{L_s}$

En palabras:

La inductancia de los dos devanados en serie es el cuadrado de la suma de las raíces cuadradas de sus inductancias individuales.

L _m no es relevante para este cálculo como un valor separado; es parte del funcionamiento anterior y es la ganancia efectiva de entrecruzar los dos campos magnéticos.

[[A diferencia de los Cazafantasmas: en este caso, puede cruzar los rayos.]].

Simplemente use el primario o el secundario con el otro devanado en circuito abierto. Si usa el primario, la inductancia será$L_P$, y si usas el secundario será$L_S$- por definición .

Pero no estoy seguro de lo que espera hacer con esto (¿dice que no quiere usar ningún otro elemento del circuito...?).

La respuesta de frecuencia dependerá de qué otros elementos del circuito utilice. Suponiendo que está tratando de implementar un filtro de paso bajo L/R o L/C, un transformador de red debe rechazar hasta unas pocas decenas de kHz antes de que otros factores (como la capacitancia del devanado) tengan efecto.

Sin embargo, tenga en cuenta que el primario de un transformador de red tendrá una inductancia más alta y estará clasificado para un voltaje más alto y una corriente más baja que el secundario. También debe asegurarse de que si no usa un devanado esté bien aislado, especialmente si está usando el secundario. Esto se debe a que se podrían inducir voltajes muy altos en el primario si la corriente secundaria cambia rápidamente.

EDITAR

Veo en sus ediciones que desea conectar los devanados. Las inductancias primaria y secundaria se pueden calcular a partir de sus vueltas mediante las fórmulas ..

SEGUNDA EDICIÓN

He reescrito la siguiente parte para que sea menos matemática, más intuitiva y para distinguirla de otras respuestas aquí.

El voltaje inducido a través de un inductor es proporcional a la tasa de cambio de corriente a través de él, y la constante de proporcionalidad es la inductancia L.

V1 = L * (tasa de cambio de corriente a través del devanado)

Con bobinas acopladas, el voltaje inducido tiene un factor adicional debido a la tasa de cambio de la corriente a través del otro devanado, siendo la constante la inductancia mutua Lm.

V2 = Lm * (tasa de cambio de corriente a través del otro devanado)

Entonces, en general, el voltaje a través del inductor es la suma de estos: - (usando sus símbolos)

Vp = Lp * (tasa de cambio de corriente primaria) + M * (tasa de cambio de corriente secundaria)

y para la secundaria :-

Vs = Ls * (tasa de cambio de corriente secundaria) + M * (tasa de cambio de corriente primaria)

Si conectamos el primario y el secundario en serie, las corrientes son las mismas y los voltajes se sumarán o restarán,

dependiendo de qué manera conectemos los devanados entre sí.

$V_{total} = V_P \pm V_S = ( L_P \pm L_M + L_S \pm L_M )$* (tasa de cambio de corriente)

RESUMEN

Pero esto es lo mismo que si tuviéramos un inductor con inductancia: -

$L_t = L_p + L_s \pm 2L_m$

Si conectamos los devanados de modo que S1 esté conectado a P2, la corriente fluirá de la misma manera a través de ambos devanados, los voltajes se sumarán y maximizaremos la inductancia, entonces:

$L_t = L_p + L_s + 2L_m$

Si no hay acoplamiento (por ejemplo, si los devanados estaban en núcleos separados), la inductancia mutua será cero y las inductancias primaria y secundaria se sumarán como cabría esperar. Si el acoplamiento no es perfecto, una proporción k del flujo de un devanado se acoplará al otro devanado, con k variando de 0 a 1 a medida que mejora el acoplamiento. La inductancia mutua se puede expresar como: -

$L_m = k\sqrt{L_pL_s}$

y

$L_t = L_p + L_s + 2k\sqrt{L_pL_s}$

Esta es la misma que la respuesta de Russell si k = 1 (acoplamiento perfecto), pero no estoy de acuerdo con que la inductancia mutua no sea relevante. Está.