Conversa Amigável sobre Núcleos de Transformadores.

[Matec]

Olá Amigos!

Durante algum tempo tive o receio de que um tópico sobre esse assunto reacendesse outras discussões menos educativas que já ocorreram por aqui.

Porém como meu interesse real sobre o funcionamento do núcleo dos transformadores de Áudio ainda persiste, resolvi tentar aqui abrir um tópico desse assunto com as seguintes dúvidas:

1-   Como o núcleo interfere no total da resposta de frequências de uma saída de áudio?

2-   A resposta nos graves para os agudos se mantém plana ou tem uma queda para os agudos até chegar na zona de atuação da bobina?

3-   Existem estudos e gráficos de resposta para os diferentes tipos de material?

Vejam bem que minhas dúvidas são referentes a todos os tipos de material de núcleo usados normalmente: GO, GNO com Tratamento Térmico, Gno sem Tratamento Térmico, Núcleos Amorfos e outros que também sejam utilizados.
Realmente já fiz muitas pesquisas em livros, na internet e também aqui no próprio Fórum. Porém esse tipo de informação não é descrita claramente de modo que eu que não tenho nenhuma resposta segura.

Eu sei que pessoas que lidam com áudio e música no dia-a-dia acabam tendo suas próprias impressões, o que para mim é também muito útil, por isso não precisa ser PHD em transformadores para dar sua opinião.

Eu tento desenvolver circuitos com elementos que acabam tendo comportamento indutivo, de modo que as respostas contantes nesse tópico e em outros irão me auxiliar muito nas minhas próprias pesquisas, além de aumentar o conhecimento de todos.

Agradeço desde já a participação.

Obrigado.

[Guilherme]

Matec...

Legal sua iniciativa.

Esse, e outros assuntos concernentes à transformadores de audio, são objetivamente abordados em numerosos textos e artigos, entre os quais destaco os seguintes:

LF Transformers
Nikos Drakos
Computer Based Learning Unit
University of Leeds

Distorion in Transformer Cores
N. Partridge
Wireless World - jun./jul. 1939

Harmonic Distortion in Audio Frequency Transformers
N. Partridge
Wireless Electronics - aug./nov. 1942

Transformer Distortion
N. Partridge
Wireless World - aug. 1942

Soft Magnetic Materials for Audio Transformers
G.A.V. Sowter
JAES, vol.25, nº10
http://www.sowter.co.uk

Partindo do pressuposto de que, em sã consciência, ninguém, mas ninguém mesmo, é capaz de encontrar alguma qualidade em um transformador de áudio "saturado", o problema mais evidente e insolúvel dos transformadores de áudio é o seguinte:

Para uma corrente primária senoidal de frequência Fb, o fluxo B será também senoidal de frequência Fb

Para que a afirmação, ou premissa, acima possa ser grosseiramente implementada na pratica, teriamos que construir transformadores de áudio com características construtivas impossíveis de serem implementadas.

Os únicos materiais magnéticos que permitem uma grosseira aproximação do enunciado acima são os mais facilmente magnetizáveis e os de maior permeabilidade, e esses materiais são exatamente aqueles que possuem laços de histerese magnética próximo ao retangular, que é, exatamente, o caso do ferro-silicio grão-orientado, o famoso GO.

Avaliações e experimentos subjetivos confirmam isso de modo inequívoco. Tentativas de desvirtuar esse evidencia são decorrentes de interesses estranhos ao assunto em sí.

abraços

Guilherme

[Matec]

Guilherme

Tenho conhecimento dos estudos de Norman Partridge e de suas conclusões sobre as distorções do núcleo, só não conheço o método utilizado para obter aqueles resultados.
 Outros livros que vc indicou vou consultar.

Mas antes de mais nada: existem , que vc conheça, curvas de resposta que separe a a contribuição do núcleo na resposta global do transformador?

[a.sim]

O trabalho original do Partridge foi feito todo com ferro Silcor 2, que segundo o RDH4 ( pg 234 e seguintes ) é...

ferro-silício grão não-orientado, 3,5% Si, 1,2W/kg a 1T.

Era ferro " comum " de transformador de força.

A propósito, a não-linearidade dos laços de histerese medidos em um núcleo GO e GNO são os mesmos...apenas se alteram na dimensão horizontal, que corresponde ao campo magnetizante H.

Comprimindo graficamente uma curva de histerese GNO se chega a uma...GO !

Faça a experiência você também !

[Matec]

Olá

(Por falar em núcleos antigos, alguém já ouviu falar em VICOR?)

a.sim aproveitando todas as informações que podem vir a ter nesse tópico, gostaria de pedir um esquema prático de um circuito para que eu possa criar curvas de Histerese.
 Obrigado.

[Guilherme]

O trabalho original do Partridge foi feito todo com ferro Silcor 2, que segundo o RDH4 ( pg 234 e seguintes ) é...

ferro-silício grão não-orientado, 3,5% Si, 1,2W/kg a 1T.

Era ferro " comum " de transformador de força.

Silcor 1 e Silcor 2, ambos GNO, era o que existia de melhor na época em que N. Partridge escreveu seus ensaios.

O GO ainda iria demorar quase 10 anos para surgir no mercado sob o marca comercial Hypersil, entre outras. Por isso, ele só poderia testar GNO.......

Quando ele fundou a Partridge Transformers ltd produzia sua linha somente com GO.

Construí alguns monoblocos Mullard 5-20 com os Partridge P-5353, EI, GO-M6. Os núcleo C deles custavam pequenas fortunas.

A propósito, a não-linearidade dos laços de histerese medidos em um núcleo GO e GNO são os mesmos...apenas se alteram na dimensão horizontal, que corresponde ao campo magnetizante H.

Comprimindo graficamente uma curva de histerese GNO se chega a uma...GO !

Faça a experiência você também

a.sim, usando as escalas ou proporções adequadas, (des)comprime-se qualquer coisa.

Impossível é "comprimir"  características físicas de materiais magnéticos muito diferentes.

Talvez se você se explicar melhor....

(Por falar em núcleos antigos, alguém já ouviu falar em VICOR?)

Não, particularmente nunca ouví falar desse tipo de material.

Visite o site da Magnetic Materials http://www.magmet.com e você vai descobrir um monte de coisa boa se tiver paciência, porque tinha muita info de forma meio desorganizada.

aproveitando todas as informações que podem vir a ter nesse tópico, gostaria de pedir um esquema prático de um circuito para que eu possa criar curvas de Histerese

Seguem dois, um para transformadores prontos e outro para amostras:






abraços

Guilherme

[Matec]

Guilherme

Eu e todos do fórum estamos agradecidos pelas informações que vc nos tem fornecido.
O material VICOR eu só vi sendo mencionado poucas vezes, uma foi pelo próprio Partridge em seus experimentos sobre as distorções do núcleo uma das amostras era esse núcleo.  
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Ultimamente tenho lido algumas coisas sobre núcleos amorfos sendo utilizados em valvulados hi-fi, como é um núcleo extremamente complexo de ser fabricado provavelmente nunca iremos ter esse núcleo para nossos amplis de instrumentos. Alguém tem alguma informação sobre eles? Por que Amorfo?

Obrigado

[Guilherme]

Ultimamente tenho lido algumas coisas sobre núcleos amorfos sendo utilizados em valvulados hi-fi, como é um núcleo extremamente complexo de ser fabricado provavelmente nunca iremos ter esse núcleo para nossos amplis de instrumentos. Alguém tem alguma informação sobre eles? Por que Amorfo?

Porque é amorfo, sem propriedades elétricas ou magnéticas: vidro.

Deposita-se sobre essa superfície "amorfa" partículas ferromagnéticas em grupos (domínios) em posições pré-estabelecidas.

A boa noticia é que a Tessin já está fornecendo Hi-B, um super GO. Por enquanto somente em tiras para núcleos da família "C", ou strip-cores.
Já tenho amostras.

Qualquer info que você precisar nessa área, disponha.

Guilherme

[Matec]

Guilherme

Alguma chance desse material ser usado  em nossos amplis de guitarra com vantagens sobre o material normalmente utilizado nos transformadores de saída?

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Pessoal, eu estou parecendo só um cara que faz perguntas sem devolver nada em troca, mas na verdade meus arquivos estão tão confusos que vou levar uns dias para retribuir as informações, agora mesmo estou tentando descobrir os arquivos do Partridge que eu tenho aqui para que  os interessados possam ler.
Mas eu acabo conseguindo.
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Bom aqui está o artigo completo do Norman Partridge publicado em 1939 pela revista Wireless World. O artigo trata da distorção que o núcleo dos transformadores introduz no sinal de áudio (ou outro sinal qualquer) que passa pelo transformador. O Norman Partridge foi um engenheiro de áudio, e fundador da Partridge Transformers, que entre outras coisas fornecia os transformadores para os amplificadores Hiwatt. O artigo é meio extenso mas acho que isso não vai ser problema.  Caso o link não funcione avisem.

https://www.4shared.com/office/rr-I9jWM/Partridge_disttrafcores-all.html?

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Este aqui é uma Tese de Mestrado, extremamente bem feita e muito completa, sobre núcleos de transformadores e materiais magnéticos, é prá qualquer um ter uma boa ideia sobre o assunto. De autoria do Engenheiro Luís Carlos Almeida Bastos de Pinho.  Eu recomendo!

http://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/59887/1/000135917.pdf

[xformer]

Mais uma literatura:
http://www.jensen-transformers.com/an/Audio%20Transformers%20Chapter.pdf