Para aplicaciones en las que se necesitan tensiones muy altas, como los generadores de impulsos, ¿qué impide utilizar simplemente un transformador con una relación de vueltas absurdamente alta, como 1:1000? Si esto fuera posible, la saturación del núcleo no sería un problema a la hora de generar alta tensión si simplemente se pudiera utilizar un gran número de espiras secundarias. Esto parece demasiado simple para ser cierto, ¿qué factores limitan la generación de altas tensiones utilizando relaciones de espiras muy altas?
Respuestas
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GodJihyo
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Nada impide utilizar un transformador para generar altas tensiones, se hace todo el tiempo.
Un par de aplicaciones comunes:
- Letreros luminosos
- Luces estroboscópicas
- Bobinas de encendido
- Tubos de rayos catódicos en televisores
Algunos de los factores que limitarían los transformadores de alta tensión serían la rotura del aislamiento, la formación de arcos y las limitaciones físicas de la construcción. Se necesita un primario capaz de soportar la corriente de salida multiplicada por la relación de espiras, un buen acoplamiento entre el primario y el secundario y un aislamiento que resista las tensiones generadas.
Tim Williams
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Específicamente para el funcionamiento por impulsos, es la longitud del cable de bobinado.
A grandes rasgos, un cable es una línea de transmisión (LT), tanto si está envuelto en una pantalla como el cable coaxial, como si está enrollado sobre sí mismo como una gran sección de bobinado multicapa. En este último caso, el cable está rodeado por otras espiras, no por una masa rígida, pero podemos utilizar el argumento de la TL para analizarlo.
Sin dar más explicaciones sobre las TL multicapa esto es lo esencial. Una LT tiene una longitud eléctrica (el retardo de propagación a lo largo del cable) y una impedancia característica (la relación entre la tensión y la corriente de una onda que viaja a lo largo del cable).
Una relación muy alta requiere necesariamente un bobinado muy largo, si se hace en un solo transformador de todos modos. La longitud del bobinado puede minimizarse un poco utilizando un núcleo magnético más grueso, pero esto tampoco funciona cuando el primario ya es de una sola vuelta.
Esto explica por qué los transformadores flyback de los monitores CRT requerían diseños especiales para funcionar a altas velocidades de barrido: éstos alcanzaban anchos de banda de varios 100 kHz, pero también sólo con un diseño específico que es posible gracias a la salida de CC requerida.
Las frecuencias arbitrarias son posibles, pero el ancho de banda sigue siendo, en última instancia, limitado. Es decir, se puede tener un transformador que pase frecuencias de 1 kHz a 101 kHz, o de 1 a 1,1 MHz, que tienen anchos de banda idénticos, a frecuencias centrales diferentes. Normalmente, el primero se consideraría un transformador de banda ancha, porque la relación mín./máx. es bastante amplia (¡dos décadas (factor 100)!), mientras que el segundo es bastante baja (10% de Fc, más o menos lo que llamaríamos banda estrecha).
De hecho, podríamos encontrar que esta última es alguna variedad de "bobina Tesla", es decir, un transformador resonante de alto voltaje, a menudo excitado con energía pulsada.
Si algún diseño es adecuado para un generador de impulsos, tendrás que dar más detalles. Si te refieres más bien a alimentar algún otro mecanismo de impulsos (chispero, etc.), entonces la frecuencia no importa, e incluso un NST de frecuencia de red puede ser suficiente.
Brian Drummond
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Una relación de 1000:1 vueltas también implica una relación de impedancia de 1 millón a 1.
Para conducir una carga de 1 megaohmio, necesita conducir el primario desde algo competente para conducir 1 ohmio.
Entonces te encuentras con que la inductancia de fuga y la enorme capacitancia secundaria conspiran para comerse tu señal. Pero ten en cuenta todo esto y se puede hacer.
