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LTSpice, TR ideale

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[1] LTSpice, TR ideale

Messaggioda Foto Utentegekofive » 14 set 2022, 22:19

Sto facendo esperienza con LTSpice. Tutto bene con i soliti circuiti di base che si trovano con i tutorial.
Sto provando ora a fare qualcosa con i trasformatori ma non i torna proprio nulla.
Ho fatto prima un circuito di riferimento con un generatore di tensione sinusoidale che alimenta un carico resistivo. Il generatore ha una resistenza di sorgente bassissima che lo rende praticamente ideale.
Questo è il risultato
TR1.PNG

Tensione 10V di picco, resistenza 10ohm, corrente 1A di picco, tutto in fase e tutto giusto.
Adesso aggiungo un trasformatore ideale 1:1 tra sorgente e carico.
Questo è il risultato
TR2.PNG

Tensione della sorgente e tensione sul carico sono entrambe 10V di picco e in fase.
Anche la corrente sul carico è in fase (per forza, il carico è resistivo) di 1A di picco come è giusto.
Il problema è la corrente sul primario che ha componente continua, intensità maggiore ed è pure sfasata.
Se il trasformatore è ideale (accoppiamento = 1), come fa la corrente del primario a essere sfasata rispetto a quella del secondario?
Guardando la corrente dall'istante zero sembra che il generatore veda un carico induttivo, ma se il trasformatore è ideale, dovrebbe riflettere 1:1 la resistenza del carico al suo ingresso.
Non è così?
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[2] Re: LTSpice, TR ideale

Messaggioda Foto UtentedrGremi » 15 set 2022, 6:38

Puoi allegare il file di simulazione? Comunque tutto dipende dal modello del trasformatore. Comunque molto probabile che non esista il "trasformatore ideale" per capirci quello che va anche in DC.
https://ltwiki.org/?title=Transformers
https://www.analog.com/en/education/edu ... 91001.html

Puoi sopperire con le sorgenti pilotate https://www.analog.com/en/education/edu ... 50001.html

EDIT: per capirci una cosa simile
p8YmD.png
p8YmD.png (9.63 KiB) Osservato 633 volte
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[3] Re: LTSpice, TR ideale

Messaggioda Foto Utentegekofive » 15 set 2022, 7:09

Ho provato ad allegare il file, ma lo rifiuta.
Lo so che si possono usare i generatori pilotati per simulare i trasformatori ideali, ma il circuito era fatto proprio per provare quelli con le induttanze accoppiate. Mi pare che il problema non sia nel funzionamento in corrente continua, almeno non solo da quello. Anche dopo il transitorio resta uno sfasamento che non mi spiego.
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[4] Re: LTSpice, TR ideale

Messaggioda Foto UtentePiercarlo » 15 set 2022, 7:21

gekofive ha scritto:Ho provato ad allegare il file, ma lo rifiuta.


Zippalo e poi lo alleghi e il gioco è fatto
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[5] Re: LTSpice, TR ideale

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 15 set 2022, 8:04

gekofive ha scritto:... Non è così?

No, non è così, per il semplice fatto che, in generale, un mutuo induttore può essere modellato con un trasformatore ideale + tre induttori, come segue



Per far si che i tre induttori abbiano valore non negativo è poi necessario assegnare il rapporto di trasformazione n nell'intervallo

K\sqrt{\frac{L_1}{L_2}}\leq  n \leq   \frac{1}{K}\sqrt{\frac{L_1}{L_2}}

limiti che, nel caso in cui l'accoppiamento è perfetto k=1, come quello in oggetto, vengono a coincidere e in tale caso vengono ad annullarsi i due induttori in serie L4 e L5, ma non l'induttore in parallelo L3 che risulta invece pari a L1.

Per quanto riguarda poi l'andamento della corrente al primario, ti ricordo che in un induttore la corrente non può presentare discontinuità, di conseguenza quella che vedi non è una "componente continua" ma solo il transitorio iniziale della stessa; se nella simulazione dai tempo a questo transitorio di esaurirsi (ai fini pratici, non teorici ovviamente) vedrai che sparisce.
Nella simulazione prova a fissare un "Time to start saving data" sufficientemente alto.
Alto rispetto a chi mi chiederai? ... Rispetto alla costante di tempo L_3/(R_s//R_L) ti risponderò. :D
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[6] Re: LTSpice, TR ideale

Messaggioda Foto Utentegekofive » 15 set 2022, 14:13

Oh mio Dio!
Il tuo modello spiega tutto.
Sono andato a rivedermi gli appunti e posso dire che il nostro insegnante di elettrotecnica il modello del trasformatore non lo ha proprio capito, e anche che ha trasferito a noi quel suo non averlo capito!
Adesso faccio alcune affermazioni che ti prego di confermare o correggere.
1) Due induttanze con accoppiamento perfetto non fanno un trasformatore ideale.
2) Un qualsiasi trasformatore, con qualsiasi carico resistivo applicato, risulta sempre induttivo per la sorgente.
3) Un trasformatore 1:1 con carico resistivo ha al primario una corrente sempre maggiore (in modulo) di quella presente al secondario.
4) Un trasformatore alimentato con un generatore di tensione sinusoidale, mantiene la fase della tensione tra primario e secondario, mentre le fasi delle correnti possono essere differenti.
5) Duale del punto precedente per un generatore di corrente.
Per adesso mi fermo qui e poi proverò a simulare ancora.
Allegherò il file zippato come consigliato.
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[7] Re: LTSpice, TR ideale

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 15 set 2022, 14:29

A parte la prima domanda, alla quale ho già risposto con il mio precedente messaggio, riformula con più attenzione le altre, per le quali devi specificare se stai parlando di un trasformatore ideale o non ideale, oppure di un mutuo induttore ad accoppiamento perfetto. ;-)
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[8] Re: LTSpice, TR ideale

Messaggioda Foto Utentegekofive » 15 set 2022, 14:54

Mi riferisco in tutti i casi a un trasformatore reale privo di induttanza di dispersione che ritengo uguale al caso di induttanze mutualmente accoppiate con K=1.
Questa mia supposizione potrebbe essere il punto 6 da aggiungere alle domande precedenti.
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[9] Re: LTSpice, TR ideale

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 15 set 2022, 15:06

Spiegami bene come ha definito il "trasformatore ideale" il tuo professore; ... non basta che siano nulle le induttanze di dispersione, no? ;-)
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[10] Re: LTSpice, TR ideale

Messaggioda Foto Utentegekofive » 15 set 2022, 15:21

La definizione del trasformatore ideale era corretta. L'errore, o orrore, è che le induttanze mutualmente accoppiate con K=1 per lui facevano, o fanno, un trasformatore ideale. Negli appunti presi alla spiegazione ho anche una nota che nella simulazione Spice del suo trasformatore ideale, che sarebbe quello formato dalle induttanze con K=1, bisogna tenere alto il valore FORMALE delle induttanze per minimizzare gli errori di calcolo di Spice. E' vero che più si alza il valore dell'induttanza e meno questa influenza, ma non sono certo errori di calcolo. E' per questo che ho scritto prima quell'esclamazione.
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