La curva de histéresis no tiene el aspecto esperado en el osciloscopio

Question

**actualizar: Basándome en el comentario de @Andy aka, he intentado obtener la curva sin utilizar el integrador.** Me da un gráfico más bonito.

Después, cambié la fuente de alimentación por otra más grande (con la que puedo cambiar gradualmente la tensión de entrada girando un mando. Sin embargo, esta vez la curva se ve muy gorda y desconcentrada. ¿Por qué ocurre esto? (aparte de este problema, la curva tiene buena pinta)**.

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Estoy utilizando un transformador reductor de 600 vueltas 2A - 300 vueltas 4A con núcleo de hierro, tensión alterna de 3V, y un integrador RC formado por un condensador de 47 microfaradios y una resistencia de 8 ohmios (lo he sacado de una resistencia variable) Este es mi montaje: Este es el diagrama de mi circuito:

**** Esta forma de la curva de histéresis tiene el siguiente aspecto. He observado que al aumentar la tensión, la forma de la curva de histéresis no cambia realmente . Por lo que veo, es probablemente sólo el tamaño de la misma que está cambiando. Esta es la curva que obtengo cuando la tensión de entrada es de 1V. Esto se ve igual que cuando el voltaje de entrada es de 3V, pero sólo un menor en el tamaño ... Esta podría ser la razón por la que no puedo conseguir un punto de saturación en la curva... ¿Por qué ocurre esto, cómo puedo corregirlo?****

No estoy seguro de por qué la curva parece redonda. Aumenté el voltaje hasta 15V. Sin embargo, la curva aún no ha alcanzado la saturación.

Esperaba ver una curva como esta cuando la curva aún no ha alcanzado la saturación:

Además, la resistencia del resistor en el integrador es actualmente de 8 ohmios. Si lo aumento, por ejemplo, a 122 ohmios, la forma se vuelve realmente redonda, así:

¿Dónde está el error ?

Answer 1

Esta respuesta se refiere al integrador, que acepta como entrada el devanado sensor y proporciona una tensión de salida proporcional al flujo magnético en el núcleo.

Se puede utilizar un simple integrador RC, pero hace la salida de un voltaje minúsculo. La mayoría de los osciloscopios tocan fondo a 2mV/div o 5mV/div. El integrador RC es más preciso cuando su tensión de salida a través del condensador es una pequeña fracción de su tensión de entrada. En algunos casos, cuando el devanado sensor tiene pocas vueltas, el simple integrador pasivo RC proporciona una salida demasiado pequeña - como Hearth ha señalado en los comentarios un integrador opamp activo debe en este caso.

El integrador del OP utiliza un condensador de 47uf, que probablemente esté polarizado (ya sea electrolítico o de tantalio). Dado que la salida es AC teniendo +ve et -ve, se debe utilizar un condensador no polarizado. Aunque existen condensadores no polarizados de 10uf, es más común el de 1uf.
A 50 Hz., un condensador de 1uf tiene una reactancia de 3183 ohmios. La R de un simple integrador pasivo debe ser muchas veces mayor que esta reactancia, de lo contrario el integrador tiene error de fase y de amplitud: En la pantalla del osciloscopio aparecen elipses en lugar de líneas rectas. Para este integrador que funciona a 50 Hz, la resistencia debe ser mayor de 100k ohmios. Una resistencia mayor proporciona un mejor integrador, pero una menor tensión de salida.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab
Para saturar un núcleo magnético, hay que aplicar suficientes amperios-vuelta. La tensión inducida en el devanado sensorial alcanza una gran amplitud cuando el núcleo está saturado... cuando no saturado Esta forma de onda es mucho más sinusoidal.
Abajo, la forma de onda roja representa la tensión de bobinado de un núcleo saturado. En verde, el voltaje a través de C1 es muy pequeño, y ha sido "amplificado" 50 veces para que pueda ver su forma... está integrando la forma de onda de 50 Hz bastante bien:

El uso de un integrador de opamps le libera del requisito \$R >> {1 \over {2\pi f C}}\$ . Una más pequeña C produce una mayor tensión de salida. Mantenga R1 bastante grande, para que fluya poca corriente de bobinado.
El amplificador óptico debe alimentarse con dos fuentes de corriente continua (una positiva y otra negativa), ya que la entrada y la salida son de corriente alterna por encima y por debajo de la tierra. Una resistencia de gran valor R2 se requiere a través del condensador integrador para mantener la estabilidad de CC, de lo contrario la tensión de salida se desviará lentamente hacia uno u otro carril de alimentación de CC:

simular este circuito