Pomiary indukcyjności transformatora głośnikowego

[Michal_Pol]

Dotykając palcem wprowadzasz jakąś pojemność.
A zróbcie pomiar zamykając uzwojenia jakimś dużym oporem 1M, 2,2M

[Romekd]

Pisałem o postukiwaniu palcem, po którym wartość mierzona mocno i bardzo szybko wzrastała i ponownie zaczynała bardzo powoli opadać (w ciągu kilku minut, bez dotykania palcem transformatora; dotknięcie nawet dużej powierzchni transformatora dłonią nie zmienia wskazań!).

Pozdrawiam
Romek

[tszczesn]

Może ziemskie pole magnetyczne daje ten efekt? Wtedy jak obrócisz rdzeń o 180° będzie się powoli przemagnesowywał odwrotnie, pomiar powinien rosnąć a potem ponownie maleć.

[Einherjer]

A co się dzieje z przesunięciem fazy?

[Romekd]

Dotykając palcem wprowadzasz jakąś pojemność.
A zróbcie pomiar zamykając uzwojenia jakimś dużym oporem 1M, 2,2M

Podłączanie równolegle z uzwojeniem rezystorów 1 MΩ lub 2,2 MΩ praktycznie nie wpływa na wyniki pomiarów.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Może ziemskie pole magnetyczne daje ten efekt? Wtedy jak obrócisz rdzeń o 180° będzie się powoli przemagnesowywał odwrotnie, pomiar powinien rosnąć a potem ponownie maleć.

Brałem pod uwagę wpływ pola magnetycznego ziemi. Podczas ostatnich pomiarów obróciłem transformator o 180°. Po odwróceniu wartość impedancji wyraźnie wzrosła (choć nie aż do takiej wartości jak po rozmagnesowaniu rdzenia specjalną cewką; większy wpływ na odczyty wywiera energiczne potrzęsienie transformatorem), jednak później ponownie zaczęła spadać...

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

A co się dzieje z przesunięciem fazy?

To jest właśnie bardzo ciekawe, gdyż moduł impedancji obniża się znacznie, a kąt przesunięcia fazowego pozostaje niemal niezmienny. Tym razem rozpocząłem pomiary od napięcia 50 mV (100 Hz), otrzymując moduł na poziomie 11,31 kΩ, który po kilkunastu (może kilkudziesięciu) minutach spadł do 7,262 kΩ. W tym czasie kąt przesunięcia fazowego wzrósł z 86,96° do 87,80°. Następnie wykonałem pomiar przy napięciu 250 mV, otrzymując 22,17 kΩ, które później obniżało się i osiągnęło wartość 16,21 kΩ, kąt przesunięcia fazowego z 69,29° spadł do 66,07°. Przy napięciu 1 V impedancja z 62,06 kΩ spadła do 53,89 kΩ przy praktycznie niezmiennym kącie przesunięcia fazowego wynoszącym 57,99°. Po tym pomiarze przełączyłem napięcie miernika na 50 mV (100 Hz) i zostawiłem włączony do zacisków transformator. Gdy po ponad godzinie wróciłem do pracowni i przełączyłem miernik na 1 V (100 Hz) ten pokazał impedancję 45,83 kΩ i 56,19°. Po tym przełączeniu zauważyłem że moduł impedancji powoli rośnie... Jednak parametry i zachowanie się takich transformatorów przy nieobciążonych uzwojeniach są nieprzewidywalne...

Pozdrawiam
Romek

[Marek7HBV]

Pisałem o postukiwaniu palcem, po którym wartość mierzona mocno i bardzo szybko wzrastała i ponownie zaczynała bardzo powoli opadać (w ciągu kilku minut, bez dotykania palcem transformatora; dotknięcie nawet dużej powierzchni transformatora dłonią nie zmienia wskazań!).

Pozdrawiam
Romek

Wskazywałoby to na ,,mikrofonowanie,, rdzenia i czas ustalania pomiaru przez miernik.

[Romekd]

Czołem.
Kolego Marku, mając odpowiednio czuły wzmacniacz można dojść do przekonania, że niemal wszystkie elementy elektroniczne wykazują mniejszy lub większy efekt "mikrofonowania" Mikrofonują kable sygnałowe (ekranowane), rezystory, "mikrofonuje" wiele typów kondensatorów i innych elementów..., a także transformator głośnikowy - sprawdzałem i faktycznie mikrofonuje, a przy okazji zauważyłem, że wystawiony na działanie wolno zmiennego pola magnetycznego, oprócz przebiegów o niskiej częstotliwości i małej amplitudzie generuje jeszcze dość wysoki poziom szumu... Co ciekawe, szum ten ma wyższy poziom na wyprowadzeniach uzwojeń transformatorów wykonanych na rdzeniach toroidalnych (szum słychać gdy mały magnes neodymowy zbliżę i poruszam nim w odległości ok. 30 cm od transformatora, a w przypadku transformatora z rdzeniem EI by uzyskać znacznie niższy poziom szumów magnes muszę poruszać w odległości ok. 5 cm od rdzenia, co może być efektem różnej liczby zwojów w transformatorach, ale może też wynikać z różnicy w materiale i technologii wykonania samego rdzenia ).

W literaturze opisywane są różne sposoby pomiaru indukcyjności uzwojenia transformatora głośnikowego metodą techniczną. Jedni autorzy proponują by wykorzystać w tym celu źródło napięcia zmiennego o wartości np. 10 V/50 Hz, a inni proponują by (zachowując oczywiście odpowiednią ostrożność) wykorzystać napięcie sieciowe 220 V (mam tu na myśli stare książki... ). Dokonujemy pomiaru prądu i na podstawie jego wartości wyliczamy wartość modułu impedancji dla danego napięcia i częstotliwości 50 Hz, z którego potem wyliczamy przybliżoną indukcyjność uzwojenia.
Gdy zdziwiły mnie "dziwne zachowania" moich mostków RLC, sprawdziłem "metodą techniczną" indukcyjność trzech transformatorów głośnikowych (jednego na rdzeniu EI /TR1/ i dwóch na rdzeniach toroidalnych /TR2 i TR3/). Dla kilku wartości napięć z przedziału 0,05 V...5,5 V/50 Hz zmierzone wartości prądów oraz odpowiadające im wartości indukcyjności uzwojenia pierwotnego przedstawia tabela poniżej.

W kolorze czerwonym oznaczyłem prąd zmierzony, a niebieskim indukcyjność. Pomiary wykonywałem najpierw podnosząc napięcie (przedstawiają je liczby na białych polach), przy najwyższym poczekałem z kwadrans, a następnie mierzyłem prądy przy napięciach coraz niższych (liczby umieszczone na szarym tle). Wyniki dla tych samych napięć okazały się być różne (widać duże różnice głównie dla transformatorów toroidalnych!).

Następnie sprawdziłem jakie otrzymam wyniki dla napięć wyższych na uzwojeniu, co przedstawia kolejna tabela.

Ciekaw jestem co Koledzy sądzicie o zachowaniu się transformatorów podczas tych pomiarów.

Pozdrawiam
Romek

[Jado]

Czy to oznacza, że transformatory toroidalne w zastosowaniach audio wprowadzają większe zniekształcenia, niż te z rdzeniem EI?
A właściwie pewnie to odnosi się do materiału z jakiego wykonane są rdzenie, niż samego kształtu transformatora.
Chociaż przy większych napięciach te różnice wydają się zanikać (między EI a Toroidami) - aczkolwiek ogólnie są duże.

[Marek7HBV]

Czyli pomiar techniczny nie daje wiarygodnej wartości i ,,inne,, parametry elementu znaczą więcej niż faktyczna indukcyjność wynikająca ze wzoru podstawowego{i jak tu coś porównywać }.Może pomiar rezonansu szeregowego obwodu miałby sens?{oczywiście dla niskiej częstotliwości}.

[Romekd]

Czy to oznacza, że transformatory toroidalne w zastosowaniach audio wprowadzają większe zniekształcenia, niż te z rdzeniem EI?
A właściwie pewnie to odnosi się do materiału z jakiego wykonane są rdzenie, niż samego kształtu transformatora.
Chociaż przy większych napięciach te różnice wydają się zanikać (między EI a Toroidami) - aczkolwiek ogólnie są duże.

Tego typu transformatory nie muszą koniecznie wprowadzać dużych zniekształceń nieliniowych. Pewne, dość dziwne zachowanie wykazują w specyficznych warunkach badań (przy nieobciążonych uzwojeniach), a obciążone rezystancją lamp i impedancją zestawów głośnikowych mogą dawać zniekształcenia na bardzo niskim poziomie, jeśli są poprawnie zaprojektowane i wykonane. Od pewnej częstotliwości w górę rdzeń ma już niewielki wpływ na przenoszenie mocy i generowanie zniekształcenia nieliniowych (w zasadzie mogłoby go już nie być). Testowane przeze mnie transformatory w zakresie średnich i wysokich częstotliwości generowały bardzo niski poziom zniekształceń nieliniowych (mniejszy od 0,05% dla mocy 5...20 W).

Wątek dotyczył pomiaru indukcyjności uzwojenia pierwotnego, a ja przedstawiając wyniki wykonanych przez siebie pomiarów pokazałem, że w przypadku niektórych typów transformatorów zbadanie tak podstawowego i stałego co do wartości, jak mogłoby się niektórym osobom wydawać parametru może nie być tak proste jak to opisują stare podręczniki. Poniżej dla porównania wyniki badania indukcyjności uzwojenia pierwotnego metodą "techniczną" dla częstotliwości 25 Hz, 50 Hz i 120 Hz sprawdzoną dla kilku napięć z przedziału 50 mV...5,5 V. I w tym przypadku wartości przedstawione na białych polach tabeli otrzymywane były dla coraz wyższych wartości napięcia, a te na szarych otrzymywałem przy zmniejszaniu wartości napięcia od 5,5 V do 50 mV. Proszę porównać jak różne wyniki otrzymałem dla każdej z częstotliwości.

Dla 25 Hz:

dla 50 Hz (te wyniki przedstawiłem już we wcześniejszym poście):

oraz dla 120 Hz:

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Czyli pomiar techniczny nie daje wiarygodnej wartości i ,,inne,, parametry elementu znaczą więcej niż faktyczna indukcyjność wynikająca ze wzoru podstawowego{i jak tu coś porównywać }.Może pomiar rezonansu szeregowego obwodu miałby sens?{oczywiście dla niskiej częstotliwości}.

Robiłem też i takie eksperymenty, ale częstotliwość rezonansowa uzwojenia z podpiętym do niego zewnętrznym kondensatorem (od 0,1 μF do 1 μF) zmieniała się dość znacznie wraz ze zmianami amplitudy podawanego z generatora sygnału...

Pozdrawiam
Romek

[trouvere]

Jednego tylko w tym wszystkim co tu wypisujecie nie pojmuję, jak można brać się za pomiary, kiedy się nie ma pojęcia jak zinterpretować wyniki tych pomiarów ?
Przecież literatura jest w zasięgu ręki (macie chyba dostęp do internatu), wystarczy tylko trochę chęci i wysiłku by znaleźć odpowiedzi na Wasze "problemy", które w gruncie rzeczy nie są żadnymi problemami.
Tą literaturą są, jak nie książki to materiały foldery, ulotki i w końcu kompletne datasheet'y producentów materiałów magnetycznych. Trzeba tylko chcieć.

[Marek7HBV]

Trzeba tylko chcieć.

Jestem leniwy i może Kolega wyjaśni tą sprawę-z chęcią poczytam.