¿Cómo se relaciona la densidad de flujo en un transformador con el voltaje cuando el campo magnético es realmente producido por una corriente cambiante?

Es bien sabido y se puede demostrar que la fem inducida por vuelta en cualquier devanado de transformador puede ser

[matemáticas] E_m = 4.44Nf \ Phi_m [/ matemáticas] o [matemáticas] \ Phi_m = \ dfrac {E_m} {4.44Nf} = \ dfrac {kE_m} {f} [/ matemáticas]

Aquí se supone que [math] \ Phi_m [/ math] es el valor máximo o máximo del flujo (Weber) alcanzado dentro del material del núcleo del transformador.

La densidad de flujo (B en Tesla o Weber / [matemática] m ^ 2) [/ matemática] por otro lado es una propiedad del material y está relacionada con las vueltas de amperes (mmf) requeridas para establecer o inducir tal densidad de flujo dentro del material. Tenga en cuenta que la inducción produce una densidad de flujo constante dentro del material para cualquier mmf dado, pero el flujo real dependerá del área del material del núcleo del transformador. Por lo tanto, se deduce que

[matemáticas] \ Phi_M = B_mA [/ matemáticas] = [matemáticas] \ dfrac {kE_m} {f} [/ matemáticas]

Por lo tanto, cuando uno aplica voltaje a cualquier transformador que enrolla el material (según la Ley de Lentz) inducirá una fem igual y opuesta dentro del devanado para oponerse al cambio responsable de crearlo y esto a su vez hará que fluya una corriente en el devanado para producir mmf suficiente (dependiendo del número de vueltas) para establecer la densidad de flujo requerida y el flujo (dependiendo del Área) dentro del material del núcleo del transformador para generar la fem de retorno requerida según las ecuaciones anteriores.

Entonces, se puede decir que la aplicación de un voltaje al devanado de un transformador inducirá automáticamente la fem inversa requerida al generar los mmf (vueltas de amperios) requeridos para establecer la densidad de flujo correcta dentro del material del núcleo para obtener el flujo deseado (dependiendo del área) para generar la fem de respaldo requerida. Por lo tanto, la inducción hace que el “material responda al cambio que se le aplica” y que es una propiedad de todos los materiales ferromagnéticos y este proceso es la base de cómo los ingenieros explotan la propiedad de dichos materiales en todas las máquinas eléctricas.

Todas las máquinas eléctricas están diseñadas para mantener el flujo dentro de los límites de saturación del material para evitar una corriente excesiva y una distorsión armónica como se muestra a continuación.

Por lo tanto, cualquier corriente o mmf depende del intervalo de tiempo entre el voltaje aplicado y la fem inversa inducida, y este proceso (y el intervalo de tiempo normalmente denominado histéresis) es autorregulador y depende de las propiedades del material. es decir, la respuesta natural de los materiales. Muy inteligente y elegante y, en la mayoría de los casos, poco conocido o entendido.

Lo mismo o doble se aplica a los materiales dieléctricos utilizados en los condensadores.

Para cualquier impedancia que se presente al transformador, el voltaje aplicado determina cuánta corriente fluirá. El personal de mantenimiento u operación generalmente puede prestar más atención a los voltajes cuando husmean porque los voltímetros se prestan para tender puentes entre los componentes del circuito con poca molestia para el funcionamiento del equipo. Entrometerse sobre la corriente generalmente significa apagar la energía para colocar un amperímetro en serie con un circuito.

Los transformadores generalmente no tienen ningún DC de interés aplicado. La alimentación de CA, el audio, el video, etc. implican potenciales de cambio responsables de los cambios en la corriente. Un condensador en serie sería igual de extraño si te preocupa el bloqueo de CC. No se preocupe a menos que un mono diseñe el circuito.

Es fácil de entender realmente.

Primero necesitas saber las ecuaciones de Maxwell. Una vez que consideres la ley de Ampere y la ley de Faraday.

Cada uno relaciona atributos magnéticos y eléctricos. Están conectados con la ecuación simple.

[matemáticas] B = μH = μNi / l [/ matemáticas]

donde [matemática] H [/ matemática] es el campo magnético, [matemática] i [/ matemática] es la corriente y [matemática] l [/ matemática] es la longitud media del camino magnético por el que fluye el flujo magnético.

Un campo magnético es producido por una corriente. Un campo magnético alterno es producido por una corriente alterna. Para un devanado de impedancia constante, la magnitud de la corriente alterna está controlada por la magnitud de un voltaje alterno.

Aquí hay otro punto de vista que podría ayudar. La potencia es voltaje x corriente. Para los transformadores es una aproximación bastante buena decir que el power-IN = el power-OUT. (Por supuesto, la falta de energía es un poco menor debido a un poco de calentamiento).

Entonces V (adentro) x I (adentro) = V (afuera) x I (afuera) o V (adentro) / V (afuera) = I (afuera) / I (adentro). Generalmente hablamos de los voltajes porque pueden parecernos más “reales” (¿útiles?), Pero la misma proporción se aplica también a las corrientes.

Cualquier cosa que esté relacionada con la corriente, ¡también está relacionada con el voltaje!