Consulta "Transformador amplificador de Voltaje"

[jlezana]

Hola colegas, Todos sabemos la formula para hacer un Transformador que amplifique o disminuya el voltaje de salida, respecto del de entrada, mi pregunta es:

En AC o Corriente Alterna:

¿Es Factible que un Transformador 1 a 1 en cuanto a sus vueltas se refiere, y que ademas el Primario tenga la misma inductancia que el Secundario, y a pesar de ello aun asi amplifique el voltaje en varias veces el de entrada?

¿A alguien le ha ocurrido dentro de sus investigaciones?

Gracias por la información.
Saludos
J.Lezana

[joseluis7696]

Si trabajas en altas frecuencias, los elementos parásitos del transformador pueden jugarte malas pasadas. A frecuencia de red, lo creo imposible.

[jlezana]

Si trabajas en altas frecuencias, los elementos parásitos del transformador pueden jugarte malas pasadas. A frecuencia de red, lo creo imposible.

Gracias Jose Luis por la respuesta.
Estoy trabajando a altas frecuencias, pero en una determinada frecuencia que no es la de resonancia llego a tener en la salida una relación de hasta 1 a 30, y puedo encender un Neon de mas de 80 volt sin problemas si lo alimento con 4 volt en el primario, he buscado información que lo explique pero desde hace meses que sigo sin encontrar nada, las capacidades parásitas las he medido pero quizás alguna pueda habérseme escapado, pero he armado varios trafos teniendo mucho cuidado en diferentes configuraciones y sigo obteniendo casi el mismo resultado la corriente por supuesto es bajísima, solo me llama la atención que no se rige por ninguna formula de transformadores que encuentro en literatura especifica.

Saludos
J.L

[Alfon]

Hola.
Supongo que el tema que obtengas una transformación diferente a la esperada es por que utilizas una onda cuadrada, y según la ley de faraday, http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday
donde dice que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con la que cambia el flujo.
Por lo tanto si tienes la espira sin carga, el voltaje suele tender a infinito y según la velocidad de conmutación de los transistores o mosfets tendrás más o menos tensión.

Cualquier bobina de encendido de choche, o flybacks usan esa propiedad para obtener tensiones de varias decenas de KV.

Si utilizas una onda senoidal pura, y le aplicas alguna carga al transformador, entonces deberías obtener la relación de tansformación correcta.

Saludos

[hector.ar]

Coincido plenamente con Alfon. El cambio de tensión proporcional a la relación de espiras es sólo válido para corrientes senoidales.
Saludos!
Héctor

[Pastor Mayor]

Sin mas datos de los que Hay...también puede ser que esa frecuencia coincida con la de auto-resonancia del trafo..en ese caso ya no vale la relación de transformación..y la tensión se eleva como dices...sea cuadrada o senoidal.
PM:

[jlezana]

Hector y Alfon, Es una onda perfectamente senoidal. Que puedo variar entre 1 y 6 volt RMS y corroborar que a diferentes voltajes la relacion de salid se mantiene casi constante.

Si la cargo con algo muy bajo en resistencia en el secundario todo se anula, pero puedo cargar condensadores perfectamente a 100 volt con un condensador al cual se le han conectado 2 diodos a cada pata, y los otos dos extremos de los diodos (conectados en oposición) se unen en un punto común, lo acerco a una pata del secundario y el condensador llega a 100 volt sin problemas, quedando cargado.. es un esquema que encontré en un documento por Internet no cargar el circuito y seguir aprovechando esta propiedad.

Pastor Mayor, calcule todo los datos de cada bobina y ambas resuenan a la misma frecuencia, por lo tanto acoplándolas se ve una amplitud casi igual a la entrada en esa frecuencia, pero el fenómeno se da por muy sobre esta frecuencia. Sacando una relación 1:30 fuera de razón. No estoy usando Condensadores para hacer resonar así que el calculo de la resonancia es con la Capacidad parásita de la misma bobina.

Con buenos instrumentos calcule la inductancia teórica y practica de cada bobina y coinciden, y con una simple prueba en osciloscopio pude obtener la frecuencia de resonancia de cada una de ellas y con ello la capacitancia parásitas, por lo tanto tengo todos los datos que me sirven para los cálculos, pero no responden a la teoría que todos conocemos.

He utilizado varias cargas como lámparas de muy bajo consumo del orden de mili amperes, Neones, y algunos led, algunos con solo tocar un terminal con el dedo y el otro terminal a uno de los dos alambres de salida del secundario se encienden sin problemas. Otra cosa que me llama la atención es que puedo tocar con la lengua un terminal del led de bajo consumo, y con el otro terminal una pata del secundario, y se enciende perfectamente, sin sentir esos casi 100 volt en alterna. Por supuesto que al hacer esto el voltaje disminuye en la bobina pero el led se enciende sin problemas.

Este fenómeno se ve mucho en alta tensión a alta frecuencia, lo raro es que con poco voltaje obtenga tanta amplitud de tensión rayando fuera de toda lógica... mientras no de con alguna respuesta que me sea satisfactoria, no publicare nada aun.. por el momento estoy recopilando todo los datos que puedo obtener para poder ver si doy con alguna respuesta.. y poderlos dejar plasmado en un documento o alguna web todos los datos que he logrado sacar.

Pero ojo solo hablo de amplitud de voltaje, pero con poco consumo.

Idee un método de poder medir el consumo de esta bobina a esa alta frecuencia usando una resistencia pura variable.
Veo cual es la bajada de amplitud que me provoca al conectarla en la frecuencia en que se produce el fenómeno, luego con una resistencia variable la conecto y logro la misma disminución de amplitud, luego leo su resistencia, y por ley de ohm mas el voltaje aplicado calculo la corriente, dando unos pocos miliamperes. Por lo que la potencia consumida es muy baja.
Probablemente a la salida sea mas abaja aun. Lo importante aquí es tratar de descubrir el porque de tanta amplitud.

Pastor Mayor si al acoplar las dos bobinas cambia la frecuencia de resonancia, seria factible que cambiara por lo menos unas 3 o 4 veces la que se calculo individualmente?


De todas maneras Gracias por cualquier idea, que puedan sugerirme..

Saludos
J.Lezana

[joseluis7696]

Puedes dar una idea de que frecuencias estas utilizando y que potencias transfieres?

Los transformadores de alta frecuencia son teóricamente muy complejos. Existe por ejemplo una inductancia de dispersión, que no se corresponde a las propias de las bobinas sino al modo que están acopladas magnéticamente y que puede resonar con capacidades parásitas tanto en el primario como el secundario. Este es un problema conocido y un dolor de cabeza para los diseñadores, pero es de "toda la vida". No creo que puedas sacar un Paper con eso.

Pero si es interesante tratar de identificar el origen de la sobretensión que observas. Yo trabajé con circuitos por el estilo hace muchos años (como casi todo lo que he hecho) y esas resonancias eran un motivo frecuente para freir los semiconductores. Yo trabajaba a 300V y unos 50 Kz, pero eran transformadores grandes, similares a los de los flyback de los antiguos TV a CRT.

Pero ahora se puede trabajar a frecuencias de MHz, con núcleos superpequeños y me temo que los problemas deben ser mucho más difíciles de dominar, aunque yo no he seguido en eso. Tal vez conserve algún texto o libro sobre el tema.

Respecto a los fenómenos de encender LEDs o fluorescentes, estos son todavía más viejos. El cuerpo humano puede conducir algunos pocos miliamperios sin que te des mucha cuenta, aunque 30 mA ya es un buen calambrazo y puede ser bastante peligroso. A altas frecuencias, las capacidades del cuerpo y las del transformador con respecto a la tierra cierran el circuito fácilmente. Un LED enciende visiblemente con un miliamperio o menos, si se trata de un modelo que admite 20 mA como máximo.

[jlezana]

Puedes dar una idea de que frecuencias estas utilizando y que potencias transfieres?

Los transformadores de alta frecuencia son teóricamente muy complejos. Existe por ejemplo una inductancia de dispersión, que no se corresponde a las propias de las bobinas sino al modo que están acopladas magnéticamente y que puede resonar con capacidades parásitas tanto en el primario como el secundario. Este es un problema conocido y un dolor de cabeza para los diseñadores, pero es de "toda la vida". No creo que puedas sacar un Paper con eso.

Pero si es interesante tratar de identificar el origen de la sobretensión que observas. Yo trabajé con circuitos por el estilo hace muchos años (como casi todo lo que he hecho) y esas resonancias eran un motivo frecuente para freir los semiconductores. Yo trabajaba a 300V y unos 50 Kz, pero eran transformadores grandes, similares a los de los flyback de los antiguos TV a CRT.

Pero ahora se puede trabajar a frecuencias de MHz, con núcleos superpequeños y me temo que los problemas deben ser mucho más difíciles de dominar, aunque yo no he seguido en eso. Tal vez conserve algún texto o libro sobre el tema.

Respecto a los fenómenos de encender LEDs o fluorescentes, estos son todavía más viejos. El cuerpo humano puede conducir algunos pocos miliamperios sin que te des mucha cuenta, aunque 30 mA ya es un buen calambrazo y puede ser bastante peligroso. A altas frecuencias, las capacidades del cuerpo y las del transformador con respecto a la tierra cierran el circuito fácilmente. Un LED enciende visiblemente con un miliamperio o menos, si se trata de un modelo que admite 20 mA como máximo.

Hola Jose, Gracias por esos aportes van clarificando el tema.

Las bobinas están acopladas sin núcleo (Núcleo de aire asi evito ciertos aspectos que los núcleos provocan y simplifico las cosas), por lo que deduzco que aparte de la capacidad parásita de cada bobina, en el espaciado entre una y otra, hay otra capacidad, el tema es poder encontrar todos estos parámetros mas o menos de manera teórica para tener mas acotado y usarlo a favor o en contra de un cierto experimento.

Dependiendo de la carga (siempre en Kohm o mas) la frecuencia se mueve entre 2 y 3 MHZ, no hay condensadores de por medio solo ambas bobinas.

Hace un año atrás no recuerdo bien, pregunte sobre la diferencias de las bobinas tradicionales y las Planas que Tesla patento, sin una respuesta que me quitara la inquietud, lo que me hizo ponerme a trabajar con ella haciendo laboratorios prácticos y teóricos y logre encontrar un par de formulas y conclusiones que son interesantes para mi, quería saber un poco mas de esta, que no encontré en otro lado quizás por no tener el idioma ingles dominado, fue allí que me encontré con este fenómeno, haciendo algunos acoples básicos. Tratando de ver y calcular la diferencia entre la capacidad de una bobina normal y el aumento de la capacidad en una Bifilar por su configuración, pero luego intrigado por el fenómeno, acople dos simple solenoide de las mismas características y la única diferencia es que el fenómeno apareció a mas alta frecuencia que en una bifilar, por lo que la capacidad de esta ultima al ser mayor me disminuyo la frecuencia de trabajo para este mismo fenómeno, si bien ahora puedo calcular de manera practica este Aumento de Capacidad, aun estoy en plasmarlo en un par de formulas mas de manera teórica, que me permitan hacer el calculo antes de ponerme hacer bobinas sin saber a donde llegaré, siempre pensando en usar este aumento de amplitud o maximizarlo lo mas posible para utilizarlo en algo concreto. Al ser configuraciones bien simples y carente de altos consumos de corriente, no deja de interesarme por la economía.

Me preguntas por Potencia, por lo que he tirado línea y estamos hablando de miliwatt, la verdad mientras menos potencia consuma cuanto mejor para mi, ya que todo lo que conozco trabaja con potencias considerables y mi objetivo es todo lo contrario.

Seria interesante tener algún texto sobre esto pero sigo sin encontrar nada, por lo que la experimentación me esta dando algunos datos mientras sigo buscando otros aportes a esta investigación.

Sobre las corrientes que soportamos, no tengo la menor duda, ya trabajo en el tema eléctrico, por lo que lo tengo clarísimo. Lo que pasa es que lo que había armado para aumento de voltaje y experimentación, era imposible de tocarlo con un dedo sin tener consecuencias de electrocución, ahora puedo experimentar sin riesgos para la salud y con instrumentos relativamente básicos (Osciloscopios, Multitester, puentes RLC, generadores de Señal) y que estos no corran peligros por los pick de tensiones.

Siempre busco simpleza y eficiencia, así todo se entiende mejor.

Saludos y espero te sirvan estos últimos datos.

J.Lezana

[joseluis7696]

Creo que con dos solenoides sin núcleo el acoplamiento será muy pobre; en este caso no es difícil calcular o medir la inductancia mutua. No estoy seguro si esta I.M pudiera resonar con capacidades parásitas y eso provocar la sobretensión que observas.

Veré si todavía tengo algún libro sobre este tema, pero alguien con los conocimientos más frescos posiblemente pueda dar una explicación más acertada. De lo que sí estoy seguro es que no hay nada misterioso o nuevo en lo que observas ni campo para elaborar ninguna nueva teoría.

Otra cosa que no alcanzo a comprender para qué haces eso si no quieres transferir energía a través del sistema. De ser así no le veo aplicación práctica.