¿Qué sucede cuando la bobina primaria y secundaria de un transformador de aislamiento (1: 1) se conectan juntas (en paralelo)?

Estoy considerando el caso de un transformador de aislamiento porque ambas bobinas son idénticas. Si conectamos ambos en paralelo, actuarán como inductores mutuamente vinculados si están conectados en fase. Pero, ¿qué pasa si están conectados fuera de fase (el positivo de una bobina con el negativo de la otra), de modo que el campo magnético generado por una bobina es cancelado por la otra?

De acuerdo con las ecuaciones, si no hay campo magnético, no pasará corriente a través de la pieza. Lo que significa que para una señal de CA, esta disposición ofrecerá una resistencia infinita, pero para una señal de CC actuará como una resistencia simple.

Quizás también se puede pensar en él como un transformador. Se aplica una señal al primario, la misma señal aparece en el secundario. Luego, esta señal se superpone a la primaria con una diferencia de fase de pi, por lo que se cancela.

Mis preguntas son:

  1. ¿Esto realmente sucede?

  2. Si es así, ¿se le ha dado algún uso? Esto podría usarse como un filtro de CA

Respuestas (3)

Si conecta los dos devanados en fase, obtiene un inductor. Tiene el mismo valor que la inductancia de cualquiera de los devanados por sí mismo, pero está efectivamente devanado con cobre que tiene el doble de área. Como se basa en un transformador, es un inductor bastante malo, con una corriente de saturación muy baja y un almacenamiento de energía muy bajo para la cantidad de hierro que se usa.

Si conecta los dos devanados en antifase, obtendrá (para un transformador ideal) un cortocircuito. La inductancia es cero, ya que no hay campo magnético para ninguna corriente. Sin campo magnético significa que no hay cambio de campo magnético, significa que no hay contraemf, significa impedancia cero. Tiene un cortocircuito, tanto a CC como a CA.

En un transformador real, una señal de CC experimenta la resistencia del devanado. Una señal de CA experimenta la resistencia del devanado más la inductancia de fuga residual debido a un acoplamiento de menos del 100 % de los dos devanados.

Esta conexión antifase de un transformador o inductor acoplado se utiliza en dos lugares principales. Como transformador para detectar corrientes desequilibradas en interruptores de falla a tierra. Y como inductor acoplado para poner la inductancia en el modo común de un par de alimentación de señal o potencia, sin filtrar la señal diferencial presente.

Las inductancias se cancelan y se extraerá una gran corriente, limitada por la resistencia de CC y el voltaje aplicado (idealmente). No es lo que normalmente querrías.

Tal vez esté pensando en un estrangulador de modo común que tiene las bobinas en un núcleo común conectado de modo que la corriente que fluye en una bobina y sale de la otra enfrenta poca impedancia, pero el voltaje de modo común aplicado a través del par enfrenta una gran impedancia.ingrese la descripción de la imagen aquí

La mayoría de los suministros de conmutación fuera de línea correctamente fabricados tienen un filtro que usa un estrangulador de modo común en la entrada para reducir la corriente del ruido de conmutación. La inductancia a través de las bobinas (en fase paralela) suele estar en el rango de milihenrios, por lo que una alta impedancia a cientos de kHz de frecuencias de conmutación, pero la impedancia para la corriente de modo normal es muy baja.

En este caso, la baja impedancia para la corriente de modo normal de CA no es necesariamente deseable, pero un par de inductores que tendrían esa inductancia de modo común en paralelo y no se saturarían con la corriente de modo normal de CC grande sería prohibitivamente grande y costoso. Compruebe el tamaño de, por ejemplo, dos inductores de 20 mH 10 A, por ejemplo, frente a un estrangulador de modo común de 10 mH 10 A (kg frente a gramos).

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Como ejemplo del segundo caso, un devanado de Ayrton-Perry es esencialmente una transformación 1:1 con los devanados conectados de modo que sus campos magnéticos se cancelen. Esto reduce la inductancia teóricamente a cero. Se utiliza en aplicaciones como resistencias de alambre bobinado donde se requiere un devanado, pero la inductancia no es deseable. En este caso nunca fue pensado para ser utilizado como transformador, pero el principio es el mismo.