Progettare un trasformatore d'uscita
| In base a quanto detto finora, prendiamo uno dei tanti schemi di amplificatori presenti in rete e cerchiamo di progettarne il TU: |
|
Gibson GA-1RT Maestro Reverb-Echo (tweed) |
| 8W 1x8" Combo per Chitarra con Riverbero e Tremolo | |
| Altoparlanti: | 1x8" |
| Ingressi: | 2 |
| Canali: | 1 |
| Controlli del Volume : | 1 |
| Controlli de Toni per Singolo Canale: | No |
| Tremolo: | Speed |
| Riverbero: | Si |
| Valvole: | 3 (12AX7, 6BM8, 5Y3 or Pre (1x7025, 1x6BM8 + 5Y3)) |
| Monitor Jack: | No |
| Potenza d'uscita: | 8 W RMS |
|
|
|
Dati caratteristici della valvola finale: |
|
6BM8 = ECL82 |
|
High-Mu Triode - Power Pentode |
|
|
|
|
|
|
|
|
| Dai dati caratteristici della valvola, e dai dati nel cartiglio dello schema (Voltage Chart) si evince che con una tensione di placca Vp=V1=275 V (tensione al pin 6 = Supply Voltage) ed una tensione di griglia Vg=0 V (tensione al pin 3 = Grid N°1 Driving Voltage) si ha che l'impedenza di carico ( load resistance) ovvero limpedenza del primario Z1 è di 8 KW e la corrente di placca che coincide con la I1è di 28 mA per una P2=8 W. |
| Se utilizziamo un lamierino a norme DILDA con C=28mm (il più usato) e consideriamo che la frequenza minima riproducible dall'amplificatore sia fmin= 20 Hz, si ha che la sezione del nucleo S (che faremo quadrata) sarà pari a S=28mm*28mm=2,8cm*2,8cm=7,84 cm2. |
| Dalla (5) possiamo calcolare S0=7,84 cm2/1,11=7,06 cm2=7,06 * 10-4 m2,mentre dalla (6) L1=8000/2*p*20= 63,69 H. |
| Poiché l'amplificatore è in classe A, il trasformatore sarà asimmetrico, pertanto scegliamo B=0,5 T e J=2 A/mm2,e dalla (8) si avrà per l'avvolgimento primario N1=63,69 * 28*10-3/0,5*7,06*10-4=5052 spire di rame. |
| Per una densità di corrente J=2 A/mm2 ed una Ip=28mA abbiamo che : |
|
|
| pertanto S=I/J=28*10-3/2=14*10-3 mm2 |
| quindi per la (11) si ha : |
| r=0.07 mm pertanto il diametro del nostro filo di rame nudo sarà d=0.14mm mentre isolato (da tabella) d=0.167mm |
| applicando la (9) invece possiamo calcolarci il traferro che sarà: |
| t= (1,25*10-4*5052*28*10-3)/0,5=0,0353 cm =0.353 mm, pertanto lo spessore del foglio di carta per il traferro sarà t/2 ovvero pari a 0.177 mm |
| sapendo che Z1=8000 ohm e Z2=8 ohm, applicando la (1), il rapporto di trasformazione ideale è Ktr id=31,6 |
| Dalle tabelle ricaviamo che un filo di rame del diametro di 0,14mm pesa 0,1368 g/m , poiché una spira sarà quadrata e approssimativamente di 28 mm di lato, la sua lunghezza sarà: |
| 1 spira = 28mm * 4=112mm |
| il nostro avvolgimento primario consta di 5052 spire pertanto sarà lungo l=5052 * 112mm= 565824 mm=565,824 m |
| ponendo un fattore di bontà Ki=1,5 la lunghezza effettiva sarà 565.824 m * 1,5= 848,736 m |
| sapendo che un metro pesa 0.1368 g, il peso del nostro avvolgimento N1 sarà 0,1368 * 848,736 = 116 g = 0,116 Kg |
| 1 mm di lamierino DILDA con C= 28 mm pesa circa 32g, e poiché metteremo tanti lamierini per un altezza di 28 mm, il peso del nostro pacco lamierini sarà 32g * 28 = 896 g |
| Come già detto nella teoria, in tutte le macchine, comprese quelle elettriche, la trasformazione di energia ha un costo determinato dal rendimento h (eta) della macchina stessa. In un TU , tale rendimento è intorno al 90%, pertanto nel nostro caso, per poter avere una potenza di uscita pari ad P2=8W, per la (10) avremo che P1=P2/h=8/0,9= 8,89 W. |
|
Poiché P1 è anche dato da P1=V1 * I1=V1 * Ia ,si avrà che V1=P1 / Ia= 8,89/28 * 10-3 =317,5 V |
|
la V2id=V1 / Ktr id=317,5/ 31,6=10,04 V quindi I2=P2/ V2id=8/10,04=0,79 A , questa corrente però, per il discorso delle perdite non si riesce a farla circolare con 10,04 V (che per questo è ideale), ma occorre una tensione maggiore del famoso fattore 0,9 per cui sarà V2=11,1 V pertanto il Ktr reale sarà Ktr=V1/ V2=317,5/11,1=28,6 , sappiamo anche che Ktr=N1/ N2 quindi : |
|
N2=N1/ Ktr = 5052/28,6 = 177 spire di rame. |
| Anche qui per una densità di corrente J=2 A/mm2 ed una I2=0,79 A abbiamo che S=I/J=0,79/2=0,395 mm2 quindi r=0.35 mm e pertanto il diametro del nostro filo di rame nudo sarà d=0.7mm mentre isolato (da tabella) d=0.76 mm |
| 1 spira = 28mm * 4=112mm |
| il nostro avvolgimento secondario consta di 177 spire pertanto sarà lungo l=177 * 112mm= 19824 mm=19,824 m |
| ponendo un fattore di bontà Ki=1,5 la lunghezza effettiva sarà 19,824 m * 1,5= 29,736 m , un filo di rame del diametro di 0,7mm pesa 3,4213 g/m quindi il peso del nostro avvolgimento N2 sarà 3,4213 * 29,736 = 102 g = 0,102 Kg. |
| Per le modalità di avvolgimento vi rimando all'esauriente trattazione di Fabrizio Giunchi |
| Bibliografia |
| ...per lo schema http://www.schematicheaven.com/ |
|
Fabrizio Giunchi (http://digilander.libero.it/giunchifabrizio/index.htm) |
| L'AUDIO LIBRO (V ediz. 1962) - D.E.Ravalico -Hoepli |
| Rivista RADIUS (rivista del settore dell'epoca) |
| ..ringrazio personalmente Fabrizio per avermi autorizzato a pubblicare questo articolo avvalendomi dei suoi appunti. |
 |
powered by Elettro-Scienza - 2011 - |
 |
