Trasformatore

(24 dicembre 2015)

Il trasformatore in acustica viene utilizzato per rappresentare la conversione delle grandezze nell’ambito della analogia elettro-meccanica ed elettro-acustica.

Il trasformatore viene giustamente utilizzato per rappresentare una trasformazione (per esempio da grandezze meccaniche a grandezze elettriche). In tal caso il rapporto di trasformazione possiede una dimensione (per esempio quella del fattore di forza).

La tromba è un trasformatore?

La tromba non corrispondete ad un trasformatore perché, tra l’applicazione dello stimolo alla gola al presentarsi della risposta alla bocca, intercorre un ritardo pari al tempo impiegato dal suono a percorrere la lunghezza della tromba. Questo tempo è nell’ordine dei millisecondi.

Trasformatore Elettrico

Il trasformatore è una macchina elettrica statica (senza parti in movimento) reversibile , che serve ad adattare tensione ed intensità di corrente sul carico mantenendo costante la potenza elettrica apparente. Il trasformatore viene anche per separare elettricamente due circuiti. Il trasformatore utilizza due avvolgimenti accoppiati induttivamente.

Trasformatore ideale p=primario s=secondario

La potenza in uscita è uguale alla potenza in entrata e non c’è ritardo tra l’applicazione dello stimolo e la comparsa della risposta.

Il trasformatore è un adattatore di impedenza. Per un trasformatore elettrico questo è pacifico, in acustica un po’ meno. Il trasformatore è un elemento passivo quindi, nel caso ideale con perdite nulle, la potenza in uscita è uguale alla potenza in entrata. A causa delle inevitabili perdite (entropia), il rendimento di un trasformatore è sempre inferiore al 100%. I trasformatori elettrici vengono impiegati negli amplificatori per adattare l’impedenza di uscita delle valvole alla impedenza del carico. La potenza erogata è comunque la stessa ma, invece di ottenere alta tensione e bassa corrente, grazie al trasformatore, viene erogata una piccola tensione e tanta corrente. In ambito meccanico l’analogo del trasformatore è la leva. (vedere la voce “Macchina”)

Analogo Meccanico del Trasformatore:

Una macchina, in Fisica, è un dispositivo in grado di modificare il modulo e/o la direzione delle forze. Sono macchine il piano inclinato, la leva, la carrucola, ma anche il trasformatore elettrico, una tromba, il transistor, … e anche una automobile o un missile balistico. Lo scopo delle macchine è produrre lavoro. La macchina più semplice è il piano inclinato (scomposizione di forze). Sono applicazioni del piano inclinato: il cuneo, il coltello, la vite, il punteruolo, il chiodo, gli scivoli, ecc. La carrucola è un esempio di macchina che modifica la direzione di una forza.

La potenza che muove la leva è la stessa che solleva il peso infatti i momenti (forza per braccio) sono uguali come pure il lavoro (forza per spostamento). L’analogo elettrico della leva è il trasformatore (s1 e s2 sono la lunghezza dei bracci o lo spazio percorso).

il rendimento della leva non è pari al 100% a causa dell’ attrito sul fulcro e della elasticità dell’asta (che si flette sottraendo lavoro). Si noti che, se l’asta è perfettamente rigida, non c’è ritardo temporale tra l’applicazione della forza F1 (stimolo) e F2 (risposta). Allo stesso modo nel trasformatore non c’è ritardo tra stimolo e risposta.