M.R., "Nieco o transformatorze głośnikowym",
Radioamator 10/1953

Z poprzednich artykułów nauczyliśmy się wyznaczać optymalny opór pracy dla dowolnego typu lampy głośnikowej. Przestrzeganie wartości tego oporu optymalnego w obwodzie anodowym lampy głośnikowej jest rzeczą podstawową dla prawidłowego funkcjonowania końcowego stopnia aparatu radiowego, ponieważ tylko przy pracy lampy końcowej na opór anodowy, równy oporowi optymalnemu można uzyskać z lampy głośnikowej maksymalną niezniekształconą moc akustyczną.

Dopasowanie oporu głośnika, który zazwyczaj nie jest równy żądanemu oporowi optymalnemu, odbywa się za pomocą transformatora głośnikowego. Oczywiście, że od jakości tego transformatora zależy w dużej mierze dobroć odbioru radiowego. Warto więc zastanowić się nad tym, jakim warunkom technicznym powinien odpowiadać dobry transformator głośnikowy. Można na to pytanie odpowiedzieć jednym zdaniem, mianowicie: dobry transformator głośnikowy, powinien przenosić żądaną moc elektroakustyczną z lampy do głośnika z dostateczną sprawnością i możliwie bez zniekształceń w całym zakresie częstotliwości akustycznych. Każdy z radioamatorów wie jednak, że transformator głośnikowy, dobry w jednym aparacie, może okazać się całkiem zły, jeżeli wmontować go do innego aparatu, posiadającego inny typ lamp i inny głośnik. Wynika stąd , że dobroć transformatora głośnikowego należy oceniać w powiązaniu z elementami aparatu, z którymi współpracuje. Tymi elementami są: lampa głośnikowa i głośnik, ściślej mówiąc opór optymalny pracy lampy głośnikowej i opór cewki drgającej głośnika. Możemy zatem oceniać dobroć danego transformatora, jeżeli znane są wartości liczbowe tych dwóch oporów. Opór optymalny pracy podawany jest w katalogach lampowych dla każdego typu lampy głośnikowej, natomiast opór cewki drgającej głośnika elektrodynamicznego musimy sami zmierzyć za pomocą mostka do pomiaru oporów, jeżeli przypadkowo nie jesteśmy w posiadaniu katalogu firmowego opisującego dany typ głośnika. Znając już obie te wartości Ra i Rg np. Ra = 7000omów i Rg = 5omów, możemy zapytać się, jakie powinny być cechy transformatora, który w tych warunkach zapewni nam dobry odbiór głośnikowy.

Pierwszą cechą charakterystyczną jest:

Przekładnia transformatora.

Przy założeniu, że transformator jest idealny, a więc nie posiada żadnych strat, otrzymaliśmy wzór na przekładnię uzwojeniową transformatora p:

   (1) Opór optymalny pracy lampy Ra

[]
Opór cewki drgającej głośnika Rg

[]
Przekładnia uzwojeniowa p

 

Przez przekładnię  p transformatora rozumiemy stosunek liczby zwojów pierwotnych n1 do wtórnych n2. Niekiedy definiuje się przekładnię transformatora odwrotnie, to znaczy określa się ją jako stosunek liczby zwojów wtórnych do liczby zwojów pierwotnych. Zależy to od tego, która liczba zwojów jest większa: n1 czy n2. Zwykle jako p przyjmuje się stosunek większej liczby zwojów do mniejszej, aby otrzymać p jako liczbę większą od jedności.

Należy jeszcze ustalić, które z dwóch uzwojeń transformatora nazywamy pierwotnym, a które wtórnym. Według ogólnie przyjętej zasady pierwotnym uzwojeniem transformatora nazywamy to uzwojenie, które dołączamy do źródła prądu, a więc w naszym przypadku do lampy głośnikowej, wtórnym zaś to uzwojenie, które pracuje na odbiornik (głośnik), a więc z którego pobieramy energię elektryczną.

Wzór (1) na przekładnię transformatora odnosi się, jak już wiemy, do transformatora idealnego. Takiego jednak transformatora nie ma. Każdy normalny transformator posiada pewną oporność rzeczywistą uzwojenia pierwotnego r1 i uzwojenia wtórnego r2. Opory uzwojeń, które możemy zmierzyć omomierzem na prąd stały, wpływają na sprawność transformatora, o czym później pomówimy. W tej chwili jednak zastanowimy się na tym, jaką korektę należy przeprowadzić przy ustaleniu przekładni p według wzoru (1) jeżeli uwzględnić wielkości oporów r1 i r2. Opory te możemy sobie wyobrazić jako włączone szeregowo z uzwojeniami transformatora w obwodzie pierwotnym i wtórnym, ponieważ prądy płynące przez oba uzwojenia transformatora muszą opory te pokonać (rys.1).


Rys.1. Schemat transformatora uwzględniający oporności strat uzwojeń

Z rys.1 wynika, że transformator rzeczywisty (nie idealny) pracuje nie tylko na opór głośnika Rg, lecz że oporem obciążenia jest jeszcze opór wtórnego uzwojenia r2. Wypadkowy opór zatem obciążenia transformatora jest sumą oporów:

R2 = Rg + r2        (2)

Opór ten powinien być tak przeniesiony na stronę pierwotną transformatora, aby łącznie z oporem pierwotnego uzwojenia r1 był równy oporowi optymalnemu Ra. Wobec tego wartość oporu przeniesionego na stronę pierwotną powinna być:

R1 = Ra - r1          (3)

Stąd wynika wymagana przekładnia transformatora:

     (4)

Wzór (4) jest wzorem dokładnym, pozwalającym z dużą precyzją obliczyć potrzebną przekładnię transformatora, wymaga jednak oprócz danych Ra i Rg jeszcze znajomości oporów strat r1 i r2. Opory strat uzwojeń transformatora r1 i r2 wpływają z jednej strony na sprawność transformatora, z drugiej strony zgodnie z (4) zmniejszają nieco przekładnię transformatora w stosunku do przekładni transformatora idealnego (wzór 1). Żeby zobaczyć jak duże mogą być opory strat r1 i r2 musimy rozpatrzyć jaka jest:

Sprawność transformatora głośnikowego

Straty występujące w transformatorze dzielą się na straty w żelazie i straty w żelazie i straty w miedzi. Przeważnie nie znamy gatunku żelaza, z którego wykonany jest rdzeń transformatora, trudno nam zatem straty te dokładnie obliczyć. Przeważnie są one mniejsze od 10%. Przyjmijmy jednak, że są one równe 10%. Załóżmy dalej, że straty w miedzi wynoszą drugie 10%. W sumie więc straty całkowite naszego transformatora będą wynosiły 20% przenoszonej mocy.

Sprawność tego transformatora wynosić będzie 80%. Silnoprądowcy zaliczyliby transformator ten z pewnością do złych transformatorów, w technice słaboprądowej kierujemy się jednak innymi kryteriami oceny dobroci transformatora. Uważamy, że transformator to element łączący głośnik z lampą końcową, przenoszący moc el. z lampy do głośnika. Oczywiście element ten powoduje pewne tłumienie audycji, jeżeli aparat jest czynny; chodzi jedynie o to, aby tłumienie to nie było zbyt duże. Możemy więc dobroć transformatora oceniać wielkością tłumienia, jakie wprowadza do toru przenoszenia. Jeżeli tłumienie to jest tak małe, że ucho nie dostrzeże żadnej różnicy między danym transformatorem a transformatorem idealnym, możemy uznać transformator nasz za bardzo dobry. Jeżeli zaś różnica ta będzie ledwo dostrzegalna, możemy transformator uznać za dobry. Zachodzi teraz pytanie, jak wyrazić to sformułowanie liczbowo?

Wiemy z artykułów poprzednich, że tłumienie mierzymy w decybelach, przy czym jeden decybel odpowiada tłumieniu, które możemy uchem ledwo zauważyć, jeżeli odnosi się ono do pojedynczego tonu ciągłego o wysokości około 1000okr./sek., a więc w zakresie największej czułości ucha. Jeżeli jednak tłumić będziemy nie pojedynczy ton, lecz zespół tonów ustawicznie zmieniających swoje natężenie i wysokość (muzyka), to minimalną zmianę głośności zauważymy dopiero wówczas, gdy ściszymy audycję o przynajmniej 3 decybele. Z powyższego wynika, że transformator, który powoduje tłumienie mniejsze od 3dB, a więc tłumienie praktycznie niedostrzegalne, możemy uznać za dobry. Transformator zaś, którego straty uda nam się do tego stopnia zredukować, że tłumienie jego będzie równe lub mniejsze od 1dB, uważać możemy za bardzo dobry.

Zobaczmy w tabelach decybeli, jakiemu stosunkowi mocy odpowiadają wartości tłumienia: 1dB, 2dB, 3dB. Odczytujemy:

dB

1

2

3

P/ P1

0,794 0,631 0,501

Widzimy, że jednemu decybelowi tłumienia odpowiada sprawność transformatora około 80%, dwóm decybelom - 63%, a trzem decybelom - 50%. Jak z tego wynika transformator o sprawności 80% możemy uznać za transformator bardzo dobry, zaś o sprawności do 60% za dobry. Silić się na budowę transformatora głośnikowego o większej sprawności niż 80% jest z technicznego punktu widzenia nonsensem, ponieważ objętość, ciężar i koszt transformatora wzrastają nieproporcjonalnie szybko ze wzrostem sprawności, a zysk jaki otrzymujemy, jest praktycznie niedostrzegalny. Po takim wyjaśnieniu możemy wrócić do naszego transformatora, którego sprawność założyliśmy równą 80%, a więc który należy do transformatorów bardzo dobrych. 10% strat możemy dopuścić w żelazie, drugie 10% w miedzi. Żeby straty w miedzi rozłożyć równomiernie na oba uzwojenia zakładamy, że w uzwojeniu pierwotnym tracimy 5% mocy i w uzwojeniu wtórnym 5%. Stąd łatwo już możemy wywnioskować, jak duże mogą być oporności uzwojeń transformatora. Popatrzmy na rys.1. Opór Rg jest oporem użytecznym, na którym wydziela się moc w głośniku, natomiast r2 jest oporem strat. Jeżeli 5% przeniesionej na stronę wtórną mocy ma być zużyte w oporze r2, to jego wartość w stosunku do całkowitego oporu po stronie wtórnej musi wynosić 5/100, czyli:

Ponieważ chodzi nam jedynie o przybliżony rachunek, możemy w mianowniku pominąć małą wartość r2 wobec Rg. Możemy wobec tego napisać w przybliżeniu:

Stąd:

To samo odnosi się do strony pierwotnej transformatora:

Wynika stąd wniosek, że dla bardzo dobrego transformatora opory uzwojeń mogą wynosić jedną dwudziestą część odpowiednich oporów charakterystycznych Rg i Ra. Jeżeli jednak nawiniemy transformator cieńszym drutem niż przypisany i wypadną nam opory uzwojeń nawet dwukrotnie większe niż wyżej podane, a więc wartości ich wynosić będą jedną dziesiątą oporów charakterystycznych, to nieszczęścia nie będzie. Straty w miedzi wynosić wówczas będą 20%, co łącznie ze stratami w żelazie, które pozostaną te same, jeżeli zachowamy tę samą liczbę zwojów, da nam sprawność transformatora 70%. Jest to sprawność dopuszczalna, zważywszy że odpowiada ona tłumieniu zaledwie 1,5dB.

Dochodzimy zatem do prostej reguły, którą łatwo zapamiętać, mianowicie: oporność uzwojenia pierwotnego dobrego transformatora głośnikowego może leżeć w granicach od jednej dwudziestej do jednej dziesiątej oporu optymalnego pracy lampy głośnikowej, oporność zaś uzwojenia wtórnego może być zawarta w granicach od jednej dwudziestej do jednej dziesiątej oporu głośnika. Jeżeli np. cewka głośnika posiada oporność 5omów, to uzwojenie wtórne transformatora może mieć  oporność od 0,25oma do 0,5oma. Jeżeli transformator ten ma pracować z lampą AL4 o oporze optymalnym pracy Ra = 7000omów, to oporność uzwojenia pierwotnego może leżeć w granicach od 350omów do 700omów. Oczywiście, że przy projektowaniu transformatora będziemy się starali osiągnąć dolną granicę oporności uzwojeń, względnie ją przekroczyć. Możemy teraz wrócić do wzoru (4) na dokładną przekładnię transformatora. Wyłączmy w tym wzorze Ra i Rg przed nawias. Otrzymamy:

      (5)

Wzór (5) przyjmuje konkretną postać jeżeli podstawimy:

      (6)

Widzimy, że w stosunku do transformatora idealnego, dla którego przekładnia wynosi jak w (1), przekładnia transformatora ze stratami powinna być o około 5% mniejsza, aby mimo oporów strat transformator przedstawiał dla lampy wymagane obciążenie Ra. Jest to jak widać korekta bardzo drobna, którą można w rachunkach przybliżonych nawet pominąć. Dla przykładu obliczymy przekładnię naszego transformatora. Dane są: Ra = 700omów i Rg = 5omów. Otrzymamy, stosując wzór (6):

Przejdźmy teraz do następnego zagadnienia, to jest do liczby zwojów, jaką musimy nawinąć po stronie pierwotnej transformatora, aby transformator nasz prawidłowo funkcjonował.

Liczba zwojów pierwotnego uzwojenia

Od czego ta liczba zwojów zależy? Wiemy, że przy idealnym transformatorze liczba zwojów pierwotnego uzwojenia powinna być teoretycznie nieskończenie duża, przy czym drut nawojowy nie powinien posiadać żadnej oporności. Taki transformator załączony do źródła prądu w biegu jałowym, to jest z odłączonym głośnikiem, nie pobierałby żadnego prądu, a więc nie obciążałby lampy głośnikowej, ponieważ jego opór indukcyjny byłby w tym przypadku nieskończenie duży. (Mowa jest tutaj o obciążeniu dla prądów zmiennych, a nie dla składowej stałej prądu anodowego).

Dopiero załączenie głośnika do zacisków wtórnego uzwojenia, a więc zamknięcie wtórnego obwodu transformatora, spowodowałoby przepływ prądu przez to uzwojenie, a tym samym i przez uzwojenie pierwotne, obciążając lampę oporem głośnika pomnożonym przez kwadrat przekładni transformatora. Idealnego transformatora w rzeczywistości wykonać jednak nie możemy. Musimy wobec tego zdecydować się na pewną skończoną liczbę zwojów i to możliwie najmniejszą z tego względu, ażeby z jednej strony oszczędzić na materiale (drut nawojowy) i przez to zmniejszyć opór strat w miedzi, a z drugiej strony uzyskać małe rozproszenie magnetyczne, które wpływa na tłumienie wysokich tonów.

Jaka jest dolna granica liczby zwojów pierwotnego uzwojenia? Pamiętajmy, "że zmniejszając liczbę zwojów uzwojenia, zmniejszamy opór indukcyjny, a tym samym zwiększamy prąd magnesujący, płynący pod wpływem zmiennego napięcia przez uzwojenie pierwotne transformatora w biegu jałowym. Prąd ten jest proporcjonalny do napięcia przyłożonego do zacisków pierwotnych i odwrotnie proporcjonalny do częstotliwości prądu zmiennego płynącego przez uzwojenie. Prąd magnesujący magnesuje rdzeń żelazny transformatora. Najsilniejsze będzie magnesowanie to przy tonach najniższych przenoszonych przez transformator i przy pełnym wysterowaniu lampy głośnikowej.

Wynika stąd, że przy określaniu minimalnej liczby zwojów pierwotnego uzwojenia musimy wziąć pod uwagę maksymalne napięcie, jakie wystąpi podczas pełnego wysterowania lampy głośnikowej na pierwotnych zaciskach transformatora oraz częstotliwość najniższego tonu, jaki mamy zamiar przekazać głośnikowi. Zastanówmy się najpierw nad maksymalnym napięciem, jakie może wystąpić na pierwotnych zaciskach transformatora.

Amplituda napięcia zmiennego anodowego lampy, jak wiemy nie może przekroczyć wartości składowej stałej napięcia anodowego, które jest praktycznie równe napięciu zasilającemu. (Zakładamy, że spadek napięcia wywołany składową stałą prądu anodowego na oporze strat pierwotnego uzwojenia transformatora jest równy zero, względnie tak znikomo mały, że nie potrzeba go brać pod uwagę).

Jeżeli przez Uao oznaczymy napięcie anodowe spoczynkowe (składowa stała), to maksymalna amplituda napięcia zmiennego anodowego Ua może dochodzić najwyżej do wartości około 0,9Uao przy pełnym wysterowaniu pentody. Przy triodzie wartość maksymalnej amplitudy napięcia anodowego jest mniejsza wskutek większego napięcia resztkowego.

Przyjmijmy jednak jako maksymalną wartość amplitudy napięcia zmiennego anodowego: Ua = 0,9Uao. Wartość skuteczna odpowiadająca tej amplitudzie jest Usk:

 

Przeważnie napięcie zasilające lampę końcową jest równe Uao = 250V. Stąd wynika, że maksymalne napięcie na zaciskach transformatora może dochodzić podczas pracy do wartości skutecznej:

 

Pozostaje jeszcze do ustalenia, jaką przyjmiemy dolną częstotliwość przenoszenia. Tony muzyczne zawierają się w paśmie częstotliwości od 30okr./sek. do 10000okr./sek. Ten zakres częstotliwości jest przekazywany przez urządzenia radiofoniczne, chociaż zakres tonów słyszalnych (przez niektórych ludzi) zawiera się w granicach od 16okr./sek. do 16000okr./sek.

Należy jednak wziąć pod uwagę, że odbiorniki radiowe, a szczególnie głośniki wbudowane w małe skrzynki aparatów odbiorczych, nie są zdolne przekazać całego zakresu widma akustycznego promieniowania przez radiostacje. Niskie tony są szczególnie przez głośnik upośledzone. Rzadko kiedy głośnik oddaje wiernie tony niższe od 100okr./sek.

Nie ma więc wielkiego sensu budować transformatorów głośnikowych lepszych od samych głośników. Możemy więc przyjąć jako dolną częstotliwość transformatora dla małego głośnika w skrzynce: fd = 100okr./sek. Dla większych głośników dużej mocy umieszczonych na desce względnie wmontowanych w duże skrzynie, należy obliczać transformatory głośnikowe na niższą częstotliwość dolną (fd = 30÷50okr./sek.). Po ustaleniu powyższych danych możemy obliczyć potrzebną ilość zwojów pierwotnego uzwojenia transformatora ze wzoru:

      (7)

S - oznacza przekrój rdzenia transformatora w cm2, na którym umieszczona jest cewka z uzwojeniami.
Bm - jest to maksymalna indukcja w żelazie powstająca pod wpływem przepływu prądu przez uzwojenia.

Należy się zastanowić jeszcze nad tym, jaką przyjąć wartość na maksymalną indukcję Bm w żelazie. Zwróćmy uwagę na fakt, że przez uzwojenie pierwotne transformatora głośnikowego płynie oprócz prądów zmiennych jeszcze składowa stała prądu anodowego lampy. Ta składowa stała magnesuje rdzeń transformatora, czyli wywołuje pewną stałą indukcję w żelazie Bo. Indukcja ta nie powinna być większa od połowy indukcji nasycenia żelaza. Dla indukcji zmiennej Bm, która nakłada się na indukcję stałą Bo pozostaje zatem do dyspozycji jedynie druga połowa indukcji nasycenia. Jeżeli przyjmiemy indukcję nasycenia żelaza transformatorowego równą 12000gausów, to na indukcję Bm przypadnie maksymalnie 6000gausów. Podstawiając do wzoru (7) fd = 100, Bm = 6000, otrzymamy:

     (8)

Wzór (8) daje minimalną liczbę zwojów potrzebną dla pierwotnego uzwojenia, którą w żadnym przypadku nie powinno się zmniejszyć, jeżeli nie chcemy, aby transformator był przesterowany w niskich tonach i wskutek tego powodował zniekształcenia. Gdybyśmy jednak chcieli zbudować transformator na graniczną częstotliwość 50okr./sek., musielibyśmy zwiększyć liczbę zwojów pierwotnych dwukrotnie. Możemy wobec tego wypowiedzieć prostą regułę:  ilość zwojów pierwotnych transformatora głośnikowego musi być tak dobrana, aby na jeden wolt napięcia i na przekrój rdzenia 1cm2 przypadła liczba zwojów od 40 do 80.

Przykład. Mamy rdzeń o przekroju S = 2x2 = 4cm2. Transformator pracować ma przy pentodzie, zatem Usk = 160V. Podstawiając do wzoru (8) powyższe liczby otrzymamy:

lub dla 50okr./sek. dwa razy więcej, to jest 3360 zwojów. Nasza liczba zwojów powinna się zatem zawierać w granicach między 1700 a 3400. Możemy starać się nawinąć 2000 zwojów drutem o takiej grubości , aby uzwojenie to zajęło nam połowę miejsca na cewce. Drugą połowę miejsca przeznaczymy na uzwojenie wtórne. Średnica drutu nawojowego może zawierać się w granicach od 0,15mm do 0,3mm. Oczywiście wybierzemy grubość drutu nawojowego największą, na jaką pozwala nam miejsce na cewce transformatora. Po obliczeniu całkowitej długości potrzebnego do uzwojenia drutu i znając jego średnicę możemy sprawdzić wielkość oporu strat r1, który powinien mieścić się w wyżej wspomnianych granicach.

Wpływ transformatora na charakterystykę częstotliwości

Żeby wpływ ten ocenić, przypatrzmy się układowi zastępczemu transformatora pokazanemu na rys.2.


Rys.2. Układ zastępczy transformatora w zakresie tonów niskich

Na rysunku tym opory leżące w obwodzie wtórnym transformatora zostały przeniesione do obwodu pierwotnego, przy czym wartości ich zostały dzięki przekładni transformatora zwiększone p2-krotnie. Wartość oporu p2.(Rg+r2) jest w przybliżeniu równa Ra. Widzimy, że równolegle do oporu użytecznego Ra załączone jest pierwotne uzwojenie transformatora, którego oporność indukcyjna wynosi 2PifL1, przy czym L1 oznacza współczynnik samoindukcji pierwotnego uzwojenia. Jeżeli samoindukcja L1 jest dostatecznie duża, taka, że oporność indukcyjna 2PifL1 jest dla wszystkich częstotliwości przenoszonych znacznie większa od wartości oporu obciążenia lampy Ra, to nie przeszkadza ona w pracy transformatora. Jeżeli jednak opór indukcyjny 2PifL1 jest mniejszy od Ra, to pierwotne uzwojenie transformatora działa jak bocznik dla oporu obciążenia i zwiera go, zmniejszając przez to moc użyteczną przekazywaną do głośnika. Zjawisko to jest podobne do tego, jakie występuje przy zabocznikowaniu miliamperomierza oporem. Wychylenia wskazówki miliamperomierza zmniejszają się. Zjawisko bocznikowania oporu obciążenia przez pierwotne uzwojenie transformatora występuje tym wyraźniej, im niższa jest częstotliwość tonu f. Wynika stąd, że transformator obcina tony najniższe. Przy danej samoindukcji uzwojenia L1 istnieje taka częstotliwość fg, przy której opór indukcyjny pierwotnego uzwojenia staje się równy oporowi obciążenia lampy Ra. W tych warunkach wystąpi stłumienie danego tonu o 3 decybele. Częstotliwość tę, przy której tłumienie to występuje, a więc dla której mamy zależność:

 

nazywamy dolną częstotliwością graniczną transformatora. Można ją wyznaczyć w poniższego wzoru:

     (9)

Częstotliwość ta zależy od samoindukcji L1, która z kolei uzależniona jest od liczby zwojów pierwotnego uzwojenia n1 i od oporu magnetycznego obwodu magnetycznego transformatora. Decydujący wpływ na opór obwodu magnetycznego rdzenia transformatora ma szczelina powietrzna, jaka powstaje przy składaniu blaszek transformatora. Przy transformatorze głośnikowym szczelina ta jest konieczna, aby zmniejszyć indukcję stałą w żelazie Bo, jaka wywołana jest przez prąd stały anodowy lampy, płynący przez uzwojenie pierwotne. Dlatego składamy blaszki transformatora jednostronnie. Regulujemy wielkość szczeliny za pomocą warstwy papieru lub preszpanu. Korzystnie jest ze względu na samoindukcję uzwojenia wykonać szczelinę jak najmniejszą. Zbyt duża szczelina zmniejsza samoindukcję L1, a przez to przesuwa dolną częstotliwość graniczną w kierunku wyższych tonów. Radioamatorowi, który nie ma możności wykonać skomplikowanych pomiarów transformatora, pozostaje jedynie drogą eksperymentów "na ucho" ustalić potrzebną wielkość szczeliny. Transformator o zbyt małej szczelinie będzie działał dobrze przy cichej audycji, lecz może być przesterowany "magnetycznie" przy audycji głośniejszej i może "chrypieć". Zbyt duża szczelina daje znać o sobie przez brak niskich tonów. Pełnię brzmienia można osiągnąć tylko przy odpowiednio dobranej szczelinie transformatora.

Jeżeli jednak tej pełni brzmienia nie uzyskujemy (brak niskich tonów) mimo optymalnie dobranej szczeliny świadczy to o tym, że ilość zwojów pierwotnych jest za mała i trzeba ją zwiększyć. Wzór (9) odnosi się tylko do pentody. Dla triody, której opór wewnętrzny jest zwykle mniejszy od oporu obciążenia Ra, częstotliwość graniczna jest znacznie niższa niż wypada to ze wzoru (9). Dla triody wzór (9) przybiera postać:

     (10)

Rl jest oporem wewnętrznym lampy głośnikowej.

Wskutek tego, że dolna częstotliwość graniczna transformatora pracującego z triodą jest niższa niż przy pentodzie, brzmienie audycji, jakie otrzymujemy z triody głośnikowej jest pełniejsze niż z pentody. Można poprawić brzmienie pentody załączając kondensator odpowiedniej wielkości równolegle do zacisków pierwotnych transformatora głośnikowego.

Liczba zwojów uzwojenia wtórnego

Obliczamy ją dzieląc liczbę zwojów pierwotnych n1 przez przekładnię p:

 

W naszym przykładzie:

n1 = 2000, p = 35,5

Stąd:

 

Średnicę drutu wybieramy taką, aby były spełnione warunki dla oporu r2, czyli:

 

Wpływ transformatora na tony wysokie

Wpływ ten wynika z rysunków 3 i 4.

Rys.3. Schemat transformatora uwzględniający oporności strat i indukcyjności rozproszenia uzwojeń Rys.4. Układ zastępczy transformatora w zakresie częstotliwości akustycznych

Transformator, oprócz oporów strat r1 i r2 posiada jeszcze indukcyjności rozproszenia L'1 i L'2, które działają szeregowo z powyższymi oporami. Oczywiście, że wywołują one dodatkowy spadek napięcia przy wyższych częstotliwościach czyli obcinają tony wysokie. Wielkości tych indukcyjności zależą od ilości zwojów uzwojeń i sposobu nawijania.

W celu zmniejszenia indukcyjności rozproszenia transformatora należy unikać przesadnej ilości zwojów uzwojeń i nawijać transformator zwarcie, ażeby uzwojenia zabierały jak najmniej miejsca na karkasie cewki. Należy również ograniczyć grubość izolacji między uzwojeniami do koniecznie potrzebnej.

 

[informacje praktyczne]

© 2000-2002 FonAr Sp. z o.o. e-mail: waw@fonar.com.pl