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Come
usare i trasformatori Lundahl
(Stilato
e concesso da Massimo Berton della Studio M)
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Proprieta'
dei trasformatori
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Un trasformatore nella sua forma piu'
semplice e' composto da due avvolgimenti, uno chiamato primario,
collegato al generatore, l'altro chiamato secondario, collegato
all'utilizzatore (carico).
Se l'avvolgimento primario ha un numero Np
di spire e l'avvolgimento secondario un numero Ns di spire, una
tensione Vp applicata al primario generera' sul secondario una
tensione Vs uguale a Vp x Ns / Np.
Se nel primario circola una corrente Ip
allora la corrente nel secondario Is sara' uguale a Ip x Np /
Ns.
Si puo' indicare Is x Ns = Ip x Np.
La potenza sul primario e' uguale a quella
su secondario (supponendo un trasformatore senza perdite).
L'impedenza sul primario e' Zp = Vp / Ip,
quella sul secondario e' Zs = Vs / Is
Sa queste relazioni si ottiene Zp = Zs x
( Np / Ns ) ²
Il rapporto Np / Ns che sembra
regolare il funzionamento del trasformatore e' chiamato rapporto di
trasformazione |
| Se il primario ha 10 volte il numero di
spire del secondario (rapporto di trasformazione = Np / Ns = 10),
la tensione sul secondario sara' 10 volte piu' piccola di quella al
primario, la corrente circolante nel secondario sara' 10 volte piu'
grande di quella circolante nel primario, l'impedenza sul primario sara'
100 volte piu' grande di quella sul secondario. |
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Induttanza
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Sembrerebbe che il solo rapporto di
trasformazione sia il parametro da considerare, nulla ci impedirebbe di
pensare a un trasformatore costituito da 5 spire sul primario e una sola
spira sul secondario.
Supponiamo che il secondario non sia
collegato ad alcun carico, cioe' sia a circuito aperto.
Se noi applichiamo una tensione alternata al
primario, la corrente sara' limitata dalla impedenza costituita
dall'autoinduzione o induttanza del primario: Ip = Vp / ( L x omega),
dove omega = 2 x pi x f (pi = 3,14..; f = frequenza misurata in
Hz).
Questa corrente, da considerare una perdita,
poiche' il trasformatore non produce alcuna potenza (funzionamento a
vuoto), dovra' essere la piu' piccola possibile.
Per una corrente a frequenza molto bassa, il
valore di omega sara' molto piccolo, a 20 Hz il denominatore di Ip
sara' 125,6 ( 2 x 3,14 * 20), il valore di L dovra' essere molto grande
per constituire un carico sufficiente alle basse frequenze.
L'induttanza dipende dal numero di spire
dell'avvolgimento e inoltre dalla permeabilita' del nucleo
magnetico su cui e' avvolto.
L'induttanza e' quindi un valore molto
variabile, perche' mentre il numero di spire e' fisso non lo e' la
permeabilita' del nucleo.
La necessita' di avere un primario con un
grande numero di spire aumenta la lunghezza del filo necessario e la sua
resistenza ohmica. Quest'ultima dovra' essere la piu' piccola possibile. |
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Il
trasformatore per frequenze audio
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A differenza di un trasformatore di
alimentazione che funziona a tensione costante sul primario e a frequenza
fissa, il trasformatore per frequenze audio deve lavorare a tensione e
frequenza variabile. Inoltre il primario e' percorso da una corrente
continua di valore medio piu' o meno costante secondo il tipo di
funzionamento delle valvole (classe A oppure B, push-pull oppure
single-ended).
I trasformatori per frequenze audio sono
progettati in modo che le correnti continue che li attraversano siano
'neutre' al loro funzionamento.
La corrente continua e' dovuta al punto di
lavoro delle valvole. Nei montaggi push-pull, le correnti nelle due
valvole sono uguali e circolanti in senso inverso. Il loro effetto sulla
magnetizzazione del nucleo si annulla. |
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Analisi
sui trasformatori Lundahl LL1620/1623/1627
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LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
4 x
19,2 : 8 x 1 |
4 x
13,4 : 8 x 1 |
4 x
8,5 : 8 x1 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
primario |
77 |
41 |
14 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
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| Questa famiglia di trasformatori ha
quattro avvolgimenti primari e otto avvolgimenti secondari. |
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| Caso n° 1: tutti i
primari in serie e tutti i secondari in parallelo (carico 8 ohm) |
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LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
76,8
: 1 |
53,6
: 1 |
34,0
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
308 |
164 |
56 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
| impedenza sul primario |
47.186 |
22.984 |
9.248 |
|
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| Caso n° 2: tutti i
primari in serie e i secondari in quattro gruppi in parallelo di due
avvolgimenti in serie (carico 8 ohm) |
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LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
38,4
: 1 |
26,8
: 1 |
17,0
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
308 |
164 |
56 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
| impedenza sul primario |
11.796 |
5.746 |
2.312 |
|
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|
| Caso n° 3: tutti i
primari in serie e i secondari in due gruppi in parallelo di quattro
avvolgimenti in serie (carico 8 ohm) |
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LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
19,2
: 1 |
13,4
: 1 |
8,5
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
308 |
164 |
56 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
| impedenza sul primario |
2.949 |
1.436 |
578 |
|
|
|
| Caso n° 4: tutti i
primari in serie e tutti i secondari in serie (carico 8 ohm) |
|
|
LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
9,6
: 1 |
6,7
: 1 |
4,25
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
308 |
164 |
56 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
3,2 |
3,2 |
3,2 |
| impedenza sul primario |
737 |
359 |
145 |
|
|
|
| Caso n° 5: primario
di due gruppi in parallelo di due avvolgimenti in serie e tutti i
secondari in parallelo (carico 8 ohm) |
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LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
38,4
: 1 |
26,8
: 1 |
17,0
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
77 |
77 |
77 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
| impedenza sul primario |
11.796 |
5.746 |
2.312 |
|
|
|
| Caso n° 6: primario
di due gruppi in parallelo di due avvolgimenti in serie e i secondari in
quattro gruppi in parallelo di due avvolgimenti in serie (carico 8 ohm) |
|
|
LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
19,2
: 1 |
13,4
: 1 |
8,5
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
77 |
77 |
77 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
| impedenza sul primario |
2.949 |
1.436 |
578 |
|
|
|
| Caso n° 7: primario
di due gruppi in parallelo di due avvolgimenti in serie e i secondari in
due gruppi in parallelo di quattro avvolgimenti in serie (carico 8 ohm) |
|
|
LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
9,6
: 1 |
6,7
: 1 |
4,25
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
77 |
77 |
77 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
| impedenza sul primario |
737 |
359 |
145 |
|
|
|
| Caso n° 8: primario
di due gruppi in parallelo di due avvolgimenti in serie e tutti i
secondari in serie (carico 8 ohm) |
|
|
LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
4,8
: 1 |
3,35
: 1 |
2,125
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
77 |
77 |
77 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
3,2 |
3,2 |
3,2 |
| impedenza sul primario |
184 |
89,8 |
36,13 |
|
|
|
| Caso n° 9: tutti i
primari in parallelo e tutti i secondari in parallelo (carico 8 ohm) |
|
|
LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
19,2
: 1 |
13,4
: 1 |
8,5
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
19,3 |
19,3 |
19,3 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
| impedenza sul primario |
2.949 |
1.436 |
578 |
|
|
|
| Caso n° 10: tutti i
primari in parallelo e i secondari in quattro gruppi in parallelo di due
avvolgimenti in serie (carico 8 ohm) |
|
|
LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
9,6
: 1 |
6,7
: 1 |
4,25
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
19,3 |
19,3 |
19,3 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
| impedenza sul primario |
737 |
359 |
145 |
|
|
|
| Caso n° 11: tutti i
primari in parallelo e i secondari in due gruppi in parallelo di quattro
avvolgimenti in serie (carico 8 ohm) |
|
|
LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
4,8
: 1 |
3,35
: 1 |
2,125
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
19,3 |
19,3 |
19,3 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
| impedenza sul primario |
184 |
89,8 |
36,13 |
|
|
|
| Caso n° 12: tutti i
primari in parallelo e tutti i secondari in serie (carico 8 ohm) |
|
|
LL1620 |
LL1623 |
LL1627 |
| rapporto di trasformazione |
2,4
: 1 |
1,675
: 1 |
1,0625
: 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente |
19,3 |
19,3 |
19,3 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario |
3,2 |
3,2 |
3,2 |
| impedenza sul primario |
46,1 |
22,45 |
9,03 |
|
|
|
|
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|
Analisi
sui trasformatori Lundahl LL1621
|
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|
LL1621
PP |
LL1621
6mA |
LL1621
20mA |
| rapporto di trasformazione |
1
+ 1 : 1 + 1 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
primario (ohm) |
445 |
445 |
445 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario (ohm) |
455 |
455 |
455 |
| impedenza primario (i due
avvolgimenti in serie) (henry) |
>300 |
130 |
30 |
|
|
| Il trasformatore LL1621 e'
utilizzabile come driver non invertente ad alta induttanza per stadi
d'uscita a valvole. |
 |
 |
| Collegamento del 1621
in single-ended |
Collegamento del 1621
in push-pull |
|
| Verifica induttanza |
| frequenza (Hz) |
LL1621
PP (300H) |
LL1621
6mA (130H) |
LL1621
20mA (30H) |
| 10 |
18.850 |
8.168 |
1.885 |
| 20 |
37.699 |
16.336 |
3.770 |
| 40 |
75.398 |
32.673 |
7.540 |
| 80 |
150.796 |
65.345 |
15.080 |
|
|
|
|
|
Analisi
sui trasformatori Lundahl LL1630
|
|
|
LL1630
PP |
LL1630
5mA |
| rapporto di trasformazione |
7,2
+ 7,2 : 1 + 1 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
primario (ohm) |
480 |
480 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario (ohm) |
14 |
14 |
| impedenza primario (i due
avvolgimenti in serie) (henry) |
>300 |
130 |
|
|
| Il trasformatore LL1630 e'
utilizzabile come line-out per stadi d'uscita a valvole. E' un componente
molto interessante come trasformatore d'uscita in amplificatori a valvole
per cuffia. |
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 |
| Collegamento del 1630
in single-ended |
Collegamento del 1630
in push-pull |
|
| Verifica induttanza |
| frequenza (Hz) |
LL1630
PP (300H) |
LL1630
5mA (130H) |
| 10 |
18.850 |
8.168 |
| 20 |
37.699 |
16.336 |
| 40 |
75.398 |
32.673 |
| 80 |
150.796 |
65.345 |
|
| I due avvolgimenti primari potrebbero
essere collegati in parallelo ottenendo le seguenti caratteristiche |
|
LL1630
10mA |
| rapporto di trasformazione |
7,2
: 1 + 1 |
| resistenza dell'avvolgimento
equivalente (ohm) |
480 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario (ohm) |
14 |
| impedenza primario (i due
avvolgimenti in parallelo) (henry) |
32,5 |
|
| Verifica induttanza |
| frequenza (Hz) |
LL1630
10mA (32,5H) |
| 10 |
2.042 |
| 20 |
4.084 |
| 40 |
8.168 |
| 80 |
16.336 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Analisi
sui trasformatori Lundahl LL1660
|
|
|
LL1660
PP |
LL1660
10mA |
LL1660
18mA |
| rapporto di trasformazione |
1
+ 1 + 1 + 1 : 2,25 + 2,25 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
primario (ohm) |
315
e 240 |
315
e 240 |
315
e 240 |
| resistenza di ciascun avvolgimento
secondario (ohm) |
625 |
625 |
625 |
| impedenza primario (i due
avvolgimenti in serie) (henry) |
230
o 290 |
130
o 33 |
100 |
|
|
Il trasformatore LL1660 e'
utilizzabile come interstadio o line-output (uscita linea) per stadi
d'uscita a valvole.
La versione 1660 PP ha un piccolo
traferro per permettere una piccola corrente di sbilanciamento e puo'
essere utilizzata in collegamento single-ended come se fosse un 1660
5mA. |
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 |
Collegamento del 1660
come interstadio tra single-ended e single ended
(rapporto di trasformazione 1 : 1,125) |
Collegamento del 1660
come interstadio tra push-pull e push-pull
(rapporto di trasformazione 2 + 2 :
2,25+2,25) |
 |
 |
Collegamento del 1660
come interstadio tra single-ended e single ended
(rapporto di trasformazione 1 : 2,25) |
Collegamento del 1660
come interstadio tra single-ended e push-pull
(rapporto di trasformazione 1 : 1,125 +
1,125) |
 |
 |
Collegamento del 1660
come line out (uscita linea) in single ended
(rapporto di trasformazione 4,5 : 1) |
Collegamento del 1660
come line out (uscita linea in push-pull
(rapporto di trasformazione 2,25 + 2,25
: 1) |
|
| Verifica induttanza |
| frequenza (Hz) |
LL1660
PP (230H) |
LL1660
10mA (130H) |
LL1660
18mA (30H) |
| 10 |
14.451 |
8.168 |
1.885 |
| 20 |
28.903 |
16.336 |
3.770 |
| 40 |
57.805 |
32.673 |
7.540 |
| 80 |
115.611 |
65.345 |
15.080 |
|
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venerdì 20 giugno 2008
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