¿Un transformador usa energía cuando la salida no está bajo carga?

Estaba leyendo sobre cómo funcionan los convertidores de CA a CC con un transformador reductor y luego un puente de diodos para convertir el voltaje de CA más bajo y reducido en CC. Lo que no entiendo es que, dado que la entrada de CA parece estar conectada a la bobina primaria del transformador, ¿cómo afecta la carga de CC a la potencia utilizada por el suministro de CA?

¿El DC carga de alguna manera la retroalimentación y reduce la resistencia de la bobina primaria para que pueda extraerse más potencia?

Cuando no hay carga en el lado de CC, ¿sigue fluyendo la energía a través de la bobina primaria de CA y, de ser así, por qué no se derrite?

¿El DC carga de alguna manera la retroalimentación y reduce la resistencia de la bobina primaria para que pueda extraerse más potencia?

Si. Sin embargo, sería más simple analizar una carga de CA. Los diodos no son centrales para su pregunta:

La impedancia de RL también se transforma, por lo que si tiene un transformador 10: 1 y RL es de 2 Ω, la fuente de CA verá el transformador como una resistencia de 200 Ω ( )$10^2⋅2$

A medida que cambia la corriente en una bobina, crea un campo magnético cambiante. Sin embargo, en el caso de un transformador con carga, el cambio en el campo magnético crea una corriente en el secundario, que inmediatamente crea su propio campo magnético cambiante en la dirección opuesta, cancelando el campo primario. Las personas tienden a olvidar que un transformador ideal no tiene campo magnético mientras funciona . Cualquier cambio en el campo de cualquiera de las bobinas se cancela inmediatamente por un cambio en el otro.

La "retroalimentación" es causada por el mismo efecto. El primario hace que el secundario cambie, y el secundario hace que el primario cambie a cambio.

Cuando no hay carga en el lado de CC, ¿sigue fluyendo la energía a través de la bobina primaria de CA y, de ser así, por qué no se derrite?

Sin nada conectado al lado secundario, la bobina secundaria está en circuito abierto y no hace nada. Es solo un poco de metal que está cerca. El circuito ahora es solo una fuente de CA que impulsa la bobina primaria, que se comporta como un inductor solitario:

Los inductores ideales no consumen energía; simplemente almacenan energía temporalmente en la mitad del ciclo y la devuelven al suministro en la otra mitad. Sin embargo, las bobinas reales no están hechas de conductores perfectos y tienen cierta resistencia, por lo que la potencia consumida por la bobina primaria estará determinada por la resistencia del cable.

Además, no es del todo correcto decir "la corriente sigue fluyendo a través de la bobina primaria de CA". La "corriente" fluye a través del primario, y la resistencia del primario a esa corriente hace que "disipe energía" (o potencia) en la habitación. "Poder" es en realidad la velocidad a la que fluye la energía, y la energía realmente fluye a través del espacio vacío entre los cables, no en los propios cables. Una vez que entiendes esto, muchas cosas tienen mucho más sentido.

Un transformador ofrece resistencia al flujo de corriente alterna debido al campo magnético producido por el flujo de corriente. Esta "resistencia de CA" se denomina "impedancia" y es una función del número de vueltas, material del núcleo, espacio de aire en el núcleo, dimensiones del núcleo y más.

Cuando no hay carga, el voltaje de CA aplicado hará que fluya "corriente magnetizante". Esto causará algunas pérdidas debido a las pérdidas de corrientes parásitas en el núcleo y las pérdidas de cobre debido a la resistencia en el devanado ("I cuadró las pérdidas R" como potencia = Corriente ^ 2 x Resistencia).

Estas pérdidas son relativamente pequeñas en comparación con la potencia a plena carga, pero no son triviales en reposo. Un pequeño porcentaje de la potencia a plena carga suele ser bueno.

Cuando se aplica una carga de CC, carga el circuito secundario de CA que está estrechamente acoplado por los campos magnéticos del núcleo al devanado primario. Por lo tanto, la resistencia de carga de CC aparece como si fuera una carga de impedancia de CA en el lado primario y la potencia de entrada aumenta para cumplir con la carga.

Si aplica CC (en lugar de CA) a un devanado de transformador, no hay cambio continuo en el campo magnético, no hay impedancia debido a la variación del campo magnético y la corriente está limitada por la resistencia que es baja en comparación con la impedancia que debería generarse . Si el suministro de CC tiene suficiente potencia muscular, el transformador "simplemente se derrite".

La energía entregada a la primaria va a:

1. La carga secundaria, apagado grueso, cero si no hay carga,

2. Pérdidas de cobre: ​​pérdidas IR primarias y secundarias de resistencia del devanado. Si el secundario no tiene carga, esa parte de la pérdida es cero.

3. Pérdida de hierro: A. Para hacer girar el flujo magnético de una manera y de otra, el hierro necesita una corriente magnetizante. Esta corriente genera parte de la pérdida IR en pérdida primaria,

3B. Las propiedades magnéticas del hierro son "pegajosas" ya que el magnetismo residual permanece cuando se magnetiza, y se debe gastar energía para eliminarlo antes de que invierta su orientación. El ciclo es la pérdida de histéresis, que se convierte en calor.

3C. El flujo magnético induce 'corrientes parásitas' que circulan a lo largo de la circunferencia del núcleo de hierro que termina como pérdida de IR, siendo R la resistencia del hierro a lo largo de la sección transversal. La laminación del núcleo aumenta la resistencia efectiva, ya que ahora el voltaje de inducción en el laminado 'delgado' es menor, la ruta de flujo es más larga.

Si un transformador no tiene carga en el secundario, no hay consumo de corriente. Tal vez alguna fuga, pero esto es minúsculo. Si ve el transformador como un inductor, esto implicará que el devanado del transformador bloquea CA y pasa CC. Versus capacitancia que bloquea DC y pasa AC. Entonces, un inductor es simplemente una resistencia de CA. Si hace los cálculos de la ley de ohmios, su voltaje es constante, por lo que la resistencia de la bobina es lo que cambia cuando agrega una carga al devanado secundario. Es como completar el circuito permitiendo que fluya más corriente.