¿Por qué la saturación en la dirección opuesta es diferente de la saturación?

Estoy tratando de obtener la curva de histéresis de un transformador con núcleo de hierro.

Para integrar la salida de voltaje de la bobina secundaria, utilicé un opamp LM741, una resistencia de 10k ohm, un capacitor de 0.1uF y una resistencia de 1M. Esta es mi configuración. Más tarde, en realidad agregué un divisor de voltaje capacitivo en otra placa además de lo que se muestra (esto se menciona más adelante en el siguiente texto).

0Inicialmente, obtuve una curva en gran parte saturada y casi distorsionada con 1V como fuente de alimentación de CA. Entonces me di cuenta de que 1V es demasiado grande.

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La bobina primaria del transformador es de 600 vueltas 2A, la secundaria tiene 300 vueltas 4A. El voltaje de entrada en el integrador opamp es de 0,5 V.

Después de agregar un divisor de voltaje capacitivo (consiste en capacitores de 0.1uF y 10uF con 0.5V como entrada de alimentación de CA), bajé el voltaje a aproximadamente 0.005 V (como punto de partida).

Esta imagen a continuación se obtiene cuando la entrada de CA es de 4 V (2 V después de pasar por el transformador y alrededor de 0,02 V en el integrador opamp, después de pasar por el divisor de voltaje).

Esto se ve mucho mejor. Sin embargo, observé que está más saturado en la dirección de avance que en la dirección positiva.

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Quiero decir, el bucle teóricamente debería verse así de alguna manera:idealmente

La saturación en la dirección opuesta comienza a aparecer en la entrada de CA = 8 V (4 V después de pasar por el transformador). Así es como se ve el bucle cuando el voltaje de CA = 9 V.

¿Cuál sería el problema podría ser? ¿Hay alguna teoría o efecto sobre el que pueda leer más?

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ACTUALIZAR Después de bajar la capacitancia del segundo capacitor en el divisor de voltaje, obtuve una curva mucho más simétrica. Sin embargo, aparece un chapuzón. ¿Es por la calidad de mi opamp LM741?

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Realmente aprecio el trabajo que has puesto en esto. Para ser honesto, no he hecho este tipo de experimento y estoy muy impresionado de que lo estés haciendo. Muy impresionado. Observé en la web este sitio de Chegg que refleja una discusión de laboratorio de la Universidad de Arizona que analiza estas medidas. No los he intentado y no he revisado los detalles en el sitio. Pero me parece útil, a primera vista. En cualquier caso, +1 a tu pregunta!!
¿Qué frecuencia de CA estás usando? ¿Por qué está midiendo el voltaje primario en lugar de la corriente (vea el enlace de @jonk)? La asimetría podría explicarse por cualquier magnetismo remanente en su núcleo o por exposición a un campo externo.
@DaveTweed Estoy usando 50 Hz de CA. Conecté directamente el voltaje primario a la bobina primaria del transformador, sin agregar ninguna resistencia en el medio para obtener la corriente, porque pensé que no habría diferencia en términos de medición de corriente o voltaje. Sin embargo, ¿haría alguna diferencia?
¡Pues sí, por supuesto! Un transformador descargado es un inductor, lo que significa que el voltaje y la corriente están desfasados ​​90 grados.
¿En qué teoría técnica se basa este experimento? No medir la corriente es un defecto importante.
El enlace publicado por @jonk es bastante claro sobre cómo debe configurarse.
@Andyaka Gracias. ¡Logré medir la corriente con un amperímetro después de actualizar mi configuración! Conecté el medidor con la resistencia y la entrada en serie.
@DaveTweed Muchas gracias. Tu sugerencia fue muy útil.

Respuestas (1)

Creo que el problema es cómo está conectando su fuente de alimentación a su amplificador operacional. La mayoría de las fuentes de alimentación de banco de CC con las que he trabajado no suministran V_suministro en el terminal + relativo a tierra y -1 * V_suministro en el terminal negativo relativo a tierra. En cambio, el voltaje que se muestra en el suministro es el voltaje entre los terminales + y -.

Si los terminales + y - de su fuente de alimentación están flotando en relación con la tierra (esto es típico cuando una fuente tiene +, - y tierra, pero leería el manual de su fuente en lugar de hacer suposiciones) puede obtener una fuente positiva y negativa rieles usando dos suministros, como se describe en esta guía de BK Precision https://bkprecision.force.com/desk/s/article/how-do-i-get-a-positive-and-negative-voltage-output-out -de-mi-fuente-de-alimentacion-dc

Gracias. ¿Podría explicar un poco qué quiere decir con "flotar"?
Efectivamente, existe una resistencia infinita entre ellos y tierra. Una forma de pensar en ello podría ser imaginar una batería en el aire. Hay 1,5 voltios entre los terminales positivo y negativo, pero pueden tener cualquier voltaje con respecto a tierra, ya que no hay conexión eléctrica entre ellos y tierra. En este caso me refiero a tierra como en el potencial eléctrico de la tierra literal. por supuesto, para el suministro de voltaje, esto solo funciona para su rango nominal, pero para su experimento probablemente se mantenga dentro de eso.
¿Por qué la saturación en la dirección opuesta es diferente de la saturación?
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