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Misura della corrente di saturazione del nucleo di un trasformatore adattatore di impedenza.

Indice Argomento Corrente

1) Scopo della misura

2) Progettazione della configurazione di misura della corrente di saturazione del nucleo di un trasformatore adattatore di impedenza

3) Corrente di saturazione del nucleo di un trasformatore: Circuito di misura e prova pratica

4) Corrente di saturazione del nucleo di un trasformatore: Misure eseguite

Scopo della misura

Per gli amplificatori single-ended si utilizza come trasformatore adattatore di impedenza per collegare il carico (altoparlante o cuffia).
Uno dei principali problemi, visto che detto trasformatore viene percorso da una componente continua, è quello di evitare la saturazione del nucleo.
Lo scopo di questa misura è determinare la corrente continua massima che può passare nel primario di detti trasformatori prima di saturare il nucleo magnetico.
E' una verifica sperimentale precisa che ci permette di capire i parametri di funzionamento di un trasformatore e confrontarli con i dati di targa, qualora li avessimo, forniti dal produttore.
Strumenti impiegati:

• Oscilloscopio Analogico

• Generatore di Funzioni

• Alimentatore variabile stabilizzato da laboratorio

Progettazione della configurazione di misura della corrente di saturazione del nucleo di un trasformatore adattatore di impedenza

Per misurare questa caratteristica propria di ogni tipo di trasformatore occorre utilizzare una corrente continua di polarizzazione del nucleo.
Questa corrente deve essere regolabile in modo da incrementarla a piacere.
Sovrapposta a questa corrente continua ci dovrà essere una corrente alternata.
Aumentando la componente continua si arriverà a saturare il nucleo, quindi avremo in questa fase una notevole distorsione della componente alternata all'uscita del trasformatore.

G1= Generatore di corrente continua variabile. G2=generatore di segnale sinusoidale variabile in ampiezza e frequenza.

Nel circuito di principio della configurazione di misura rappresentato nel disegno sopra G1 e G2 alimentano il primario, l'avvolgimento con un alto numero di spire, che quindi produce una forza magnetomotrice (da ora fmm data da n*i dove n è il numero di spire e i la corrente che le attraversa) grande a parità di corrente che lo attraversa. Il flusso magnetico sarà dato dalla fmm diviso la riluttanza del nucleo (vedi la legge di Hopkinson).
L'oscilloscopio è collegato al secondario del trasformatore.
Settando G2 per produrre una sinusoide alla frequenza di 1KHz e una tensione di 1Veff. aumenteremo la tensione di G1 fino a che la corrente che passa nel primario (data da Vi/Rp dove Vi è la tensione erogata dal generatore G1 e Rp la resistenza ohmnica del primario) non satura il nucleo, cosa che potremo verificare con l'oscilloscopio (onda sinusoidale distorta sul secondario del trasformatore).

Corrente di saturazione del nucleo di un trasformatore: Circuito di misura e prova pratica

Questo è il circuito che ho realizzato per la prova pratica della corrente di saturazione del nucleo di un trasformatore.
Come vedete è adatto a saturare trasformatori molto coriacei, l'alimentatore è in grado di raggiungere 60V con una corrente di 3A.
In questa configurazione la sinusoide di prova è chiaramente udibile dall'altoparlante AP.
I due transistor darlington Mj3001 sono in parallelo per avere la possibilità di gestire delle correnti maggiori e soprattutto una maggior dissipazione.
Praticamente nel primario del trasformatore scorre una corrente continua con sovrapposta una corrente alternata.
Senza utilizzare un distorsimetro abbiamo fatto una verifica visiva della sinusoide in uscita.

Corrente di saturazione del nucleo di un trasformatore: Misure eseguite

Abbiamo testato un trasformatore toroidale di alimentazione.
Dalle prove il trasformatore non va in saturazione con nostra sorpresa.
Non siamo riusciti a misurare la corrente di saturazione del nucleo anche arrivando al triplo della corrente di targa del trasformatore.
Abbiamo ripetuto la misura su altri trasformatori dello stesso tipo con gli stessi risultati.