A parte sobre transfomadores de saída desse livro é relevante Eduardo ?
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Então vamos desmistificando:Algumas inferências sobre transformadores de saída
Transformadores Single Ended e Push Pull
Os amplificadores à válvula precisam de uma transformador de saída porquê a voltagem nas válvulas amplificadoras é muito alta para os altofalantes, enquanto que a capacidade de corrente dessas é muito baixa para excitá-los corretamente.
A função do transformador de saída é abaixar a voltagem para valores menores e multiplicar a fraca corrente das válvulas para valores maiores. Esta ação é executada pela diferênça entre a relação no número de espiras na entrada (primário) e na saída (secundário) do transformador.
Todos os transformadores de saída podem ser divididos em dois grupos: os transformadores para single-ended (SE) e os transformadores para amplificadores push-pull (PP). A maior diferênça entre esses dois tipos é que nos transformadores de saída SE a corrente quiescente do triodo de potência não é compensada no núcleo do transformador, enquanto que nos transfomadores push-pull as correntes quiescentes das duas válvulas de potência cancelam-se mutuamente no núcleo do transformador.
Isto significa que o transformador SE deve ser construido diferentemente de um tipo push-pull.
Em geral pode-se dizer que os transformadores SE possuem um gap (do inglês "espaço entre duas partes) no núcleo, para lidar com a corrente quiescente enquanto a versão push-pull tem um núcleo fechado, com quase nenhum gap. Isto significa que: mesmo que você tenha um excelente transformador de saida PP, não poderá usá-lo em amplificadores SE.
Impedâncias
Suponha que você queira escolher um transformador de saída para um design especial.
Suponha que se trate de um amplificador puss-pull.
Em algum lugar, nas características elétricas, você deverá encontrar a impedância primária (Zaa), para ótima carga das válvulas de potência.
Vamos imaginar um design com uma impedância primária de 3300 Ohms. No secundário você deseja conectar um altofalante de 4 ou 8 Ohms.
Suponha a gora que você tenha encontrado um transformador de saída com impedância primária de 4000 Ohms e secundários para 4 e 8 Ohms. Você pode usar esse transformador para seu design especial onde Zaa deveria ser igual a 3300? A resposta é sim, você só tem que fazer alguns pequenos cálculos :
No seu transformador você tem uma relação de impedância de 4000/4 = 1000. Agora suponha que você não use um altofalante de 4 Ohms, mas sim um de 3,3 Ohms, então com a relação de impedância de 1000, você tem uma impedância no primário de 3300 Ohms. Quando você usa a conexão de 8 Ohms do secundário, a sua relação de impedância é de 4000/8 = 500. Para conseguir a impedância no primário de 3300 Ohms, você deverá usar um altofalante com uma impedância de 3300/500 = 6,6 Ohms.
Estes exemplos definem esta regra, muito importante: "a relação de impedâncias do transformador de saída combinada com a impedância do altofalante gera a impedância do primário".
Outro exemplo:
Suponha que você tenha um transformador SE com impedância de primário de Za = 2500 Ohms.
No secundário você tem uma conexão para 4 Ohms. A relação de impedância será de 2500/4 = 625.
Agora suponha que você deseje construir um amplificador SE com uma 300B, com uma impedância de primário de 3500 Ohms.
Que altofalantes você deverá colocar? A resposta é: 3500/625 = 5,6 Ohms.
Todos nós sabemos que a impedância de um altofalante depende da frequência. Isto significa que em cada frequência a impedância assume diferentes valores. Ainda, os fabricantes de altofalantes dão o valor de menor impedância. A consequência disso é que você nunca pode calcular exatamente o valor da impedância
de primário. Apenas tente se aproximar das impedâncias de primário e secundário impostas pelo design, mas nã se preocupe com desvios, para cima ou para baixo, dentro de 20%. Esse critério tornará a seleção de transformadores de saída muito mais fácil.
Capacidade de potência e perdas
O transformador de saída deve ser capaz de lidar com a potência de saída sem muitas perdas ou distorções, na faixa de frequência desejada. Esta é uma questão difícil, pois nem todos os fabricantes publicam todas as informações que você precisa para decidir qual transformador de saída é aplicável ou não. O que você precisa é o seguinte: "qual é a frequência mais baixa na qual o transformador consegue suportar sua potência nominal?"
Exemplo: Suponha que você escolha um transformador de saída que possa lidar com 50Watts a 30 Hz.
Então este transformador pode lidar com 50/2 = 25 Watts em 30/1,414 = 21,2 Hz. Ou o mesmo pode lidar com 50 X 2 = 100 Watts em 30 X 1,414 = 42,4 Hz.
A regra por trás disso é: "a capacidade de potência dobra quando a frequência é 1,414 maior, e a capacidade de potência diminui quando a menor frequência é dividida por 1,414 (raíz quadrada)."
Mas o que fazer quando o fabricante põe à venda uma transformador de saída de 100 Watts sem mencionar a menor frequência nominal em que ele pode trabalhar?
Para ser honesto: a falta de informação nos torna "cegos" e nós não saberemos qual vei ser o comportamento do transformador em baixas frequências. Quanto mais baixa a frequência, mais o núcleo do transformador é saturado, e nós só poderemos "adivinhar" em qual frequência se dará a distorção.
Agora vamos dar uma olhada nas perdas, no transformador de saida:
Todas as espiras no transformador de saída têm uma resistência. Uma parcela das correntes das válvulas é convertida em calor nessa resistência interna, e então você perde potência. Esta é chamada de "Insertion Loss" (I-loss), ou Inserção de Perdas, à qual você encontrará nas especificações do transformador.
Deixe-me lhes dar um exemplo: Suponha uma I-Loss de 0,3 dB, quanta potência é perdida por calor no transformador?
Pegue sua calculadora: 0,3/10 = 0,03. Tome -0,03 com o inverso da função logarítmica (10 elevado à potência de 0,03), sendo igual a 0,933. Este resultados significa que 93,3% da potência é convertida em música, enquanto que 100 - 96,3 = 6,7% é convertido em calor. Como regra geral temos: "inserções de perdas menores que 0,3 dB num transformador de saída indicam perdas por calor aceitáveis, sem causar maiores dificuldades."
Gama de baixa frequências e desbalanceamento DC
O cálculo da gama de frequências num transformador de saída é muito complexo.
Por enquanto abordarei somente as baixas frequências. O fator determinante dessa gama de frequências é a indutância primária Lp ( seu valor é dado em H = Henry.)
Quanto maior a LP, melhor a resposta em frequências baixas do transformador. Para conseguir uma alta Lp, você precisa de muitas espiras de fio ao redor do núcleo e de um núcleo grande. O segundo fator determinante para a faixa de baixas frequências é a impedância primária do transformador em paralelo com a resistência de placa das válvulas de saída. Quanto menor a resistência de placa e a impedância primária, mais ampla é a faixa de frequências baixas.
Escolha válvulas de potência com baixas resistências de placa (como triodos) para uma boa resposta de graves com muito pouca distorção, combinado com um transformador de saída com uma alta indutância primária.
Contudo, quanto maior for Lp, mais sensível o transformador se torna para o desbalanceamento das correntes quiescentes, num amplificador puss-pull. Na prática isto significa que: quando você utiliza transformadores de saída de boa qualidade com boa resposta em graves e uma alta indutância primária,
deve-se balancear cuidadosamente as correntes quiescentes das válvulas de potência. Esta é uma regra geral quer você use transformadores toroidais, ou com núcleo E-I, ou com núcleo C.
Se as correntes quiescentes não forem cuidadosamente balanceadas, a máxima capacidade de potência diminuirá e a distorção aumentará.
Gama de altas frequências
Na faixa das altas frequências, dois fatores determinam os limites. Estes são: a capacitância interna efetiva entre os enrrolamentos (Cip) e a indutância de dispersão do transformador (Lsp).
A dispersão é causada pelo simples fato de que nem todas as linhas do campo magnético são capturadas pelo núcleo. Algumas deixam o núcleo e saem do transformador. Neste aspécto, os transformadores toroidais
apresentam muito boas características, porquê o formato arredondado do núcleo captura quase todas as linhas do campo, resultando em indutâncias de dispersão muito pequenas. Quanto menor a dispersão, mais ampla é a resposta em frequências altas.
A influência da capacitância interna, é a mesma coisa.
Quanto menor a capacitância interna, mais ampla é a resposta em frequências altas.
O projetista de transformadores de saída tem que encontrar o equilíbrio entre a dispersão, a capacitância, as válvulas e as impedâncias usadas para atingir a faixa de frequência ideal.
Fonte: Vacuum Tube Brasil
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