Perguntas e Respostas sobre os Transformadores Schatz

[Guilherme]

A espessura da lâmina GO é menor do que a lâmina GNO - 0,35 mm contra 0,5 mm - de forma que o material GO é mais vantajoso nesse aspecto, também. Vale entretanto, notar que o tão apregoado material GNO M19 é fornecido na espessura 0,35 mm...o que sempre me fez ficar com a pulga atrás da " ovelha ". No início, quando a Schatz " nem era a Schatz ", recebíamos material de diversos fornecedores que nem sabiam exatamente o que estavam vendendo. É dessa época que temos o controle de qualidade do ferro que usamos, onde medimos a indução máxima, o laço de histerese e as perdas do ferro. Nunca encontramos material fora da especificação esperada, mas o medo de receber ferro M19 por ferro GO sempre foi grande.

Quando a ignorância se mistura com a má intenção...

Laminação GNO-M19, produzida no Brasil somente pela SOMA-Soluções Magnéticas, é fornecida na espessura de 0,50mm, conforme a imagem abaixo.

Laminação GO-M4, produzida no Brasil somente pela TESSIN angélica@tessin.com.br só é fornecida na espessura 0,27mm.



Guilherme

[a.sim]

Olá.

Erro no texto acima, já corrigido. A espessura da lâmina GO é 0,27 mm.

[kem]

a.sim... quando você fala em valores como 1T, 1,2T, isso é igual a 10.000 ou 12.000 gauss?

[felixmeirelles]

Kem, esse T é de Tesla, que é igual a 10.000 Gauss.

Mas até agora não estou convencido das vantagens do GO nem das desvantagens do GNO.

Afinal os primeiros transformadores da Vox, Fender e Marshall, eram GO ou GNO?

[kem]

Kem, esse T é de Tesla, que é igual a 10.000 Gauss.

v a l e w (moderador, peço que me suspenda do fórum)... eu tava certo então (só não lembrava que T = Tesla).

Mas até agora não estou convencido das vantagens do GO nem das desvantagens do GNO.
Afinal os primeiros transformadores da Vox, Fender e Marshall, eram GO ou GNO?

GO tem sim suas vantagens, mas principalmente quando se fala em baixas frequencias.
Tem 2 formas basicas de se conseguir uma maior indutancia em um transformador, com a intenção de se conseguir melhores respostas em baixa frequencia. Ou nucleo com material mais eficiente, ou aumento no numero de espiras nos enrolamentos.
Mas o aumento no numero de espiras cobra seu preço. Resistencia mais alta (ou seja, perda de potencia) e aumento na capacitancia parasita.
Como contornar isso? Usando um nucleo maior... assim você consegue colocar mais espiras, mas usando uma bitola de fio maior, mantendo a resistencia nos mesmos patamares, mas ainda tem a capacitancia. Ou seja, não é o GO que permite um nucleo menor, mas sim o NGO que obriga a usar um nucleo maior se for necessário atingir um corte de frequencia baixo.
Para guitarra... bom, não sei tão a fundo quanto Guilherme e a.sim, mas me parece sim possivel utilizar NGO e conseguir bons resultados, já que não precisamos de transformadores de saida com respostas em frequencias muito baixas (nem muito altas). Basta olhar a resposta de frequencias que permite um falante que é referencia, o Celestion Vintage 30 (abaixo). A resposta de frequencias é de 70 a 5000 Hz.
Mas um bom transformador de saida é resultado de um bom projeto. Não adianta usar GO e ter um projeto ruim, com as metades dos primarios com muita diferença de resistencia, acoplamento ruim entre os enrolamentos, etc.

[felixmeirelles]

Então minha duvida é que sempre li em fóruns falando sobre bons transformadores, mas a questão do GNO ou GO sempre foi algo secundário.

Inclusive nos fóruns gringos, vejo muito a coisa a respeito do peso dos transformadores em si sendo falada, mas em questão de qualidade, fica sempre aquela pulga atrás da orelha.

Por exemplo se eu estiver fazendo um clone de um Fender lá dos anos 60 como vou saber as especificações exatas dos transformadores deles, se considerar que uns 40% das características sonoras de um bom amp vem dos transformadores...

Não adianta nada correr atrás de um monte de mustards se o transformador de saída não for igual.  
Isso assim por alto, porque sabemos que existe uma influência direta de todos os transformadores no conjunto final, mas o de saída sem duvida é o mais pronunciado.

[kem]

Felix... uma coisa que vi varias referencias lendo sobre transformadores de saida é que as marcas famosas em varias ocasiões utilizavam transformadores de saida sub-dimensionados, a fim de conseguir um timbre com mais distorção, por saturação do nucleo.
Não sei o quanto disso é lenda, mas é possivel que comprando do Guilherme ou do a.sim voce não consiga o timbre original justamente porque o transformador deles pode ser melhor que o original...

Spoiler (clique para mostrar ou esconder)

Ps. To imaginando amanhã a.sim e Guilherme abrindo esse topico e ficando de cabelo em pé com tanta bobagem escrita... 

[felixmeirelles]

Então no final a gente sempre volta aquele ponto...
Tem que pegar um original e fazer uma autópsia.

Por exemplo, os indutores de wah, temos a clara e obvia indutância, temos a resistência e temos a desprezada capacitância parasita, que no final pode alterar a coisa toda.

Mudando o foco para os capacitores de filme, temos a capacitância, mas também temos tanto indutância quanto resistências em jogo...


No caso dos transformadores nem precisaríamos matar eles para analisar, a tecnologia de hoje faz tudo.
Mas acho bem provável que se alterassem determinadas lógicas para certos modelos, até porque seria fácil demais clonar um amp com um transformador "certinho".
Dentre todos os elementos o mais difícil de se analisar seria o transformador, então se houveram segredos, eram nos transformadores que eles estavam.

As vezes as próprias fabricantes dos transformadores mentiam os specs para as adequações, quando na verdade seria até legal queimar um transformador ou falante de vez em quando, para ganhar uma graninha extra.

Falando nisso um ótimo review de um Bassman de 1960 (Assistam em 720p)  :
https://www.youtube.com/watch?v=StZmim3S_Jc

[Guilherme]

Para evitar inúmeros quadrinhos dentro de quadrinhos dentro de citações...

Citando o Kem:

Mas um bom transformador de saida é resultado de um bom projeto. Não adianta usar GO e ter um projeto ruim, com as metades dos primarios com muita diferença de resistencia, acoplamento ruim entre os enrolamentos, etc.

Perfeito, nada mais óbvio e lógico.  Alem dos que você citou, isolação layer-by-layer ou, em bom português, camada por camada, tanto em transformadores de áudio ou potencia, muitas vezes denominados "bobinamento CNC", com os das fotos abaixo.

A pratica corrente e disseminada é espira trepando em cima de espira, à moda "nas coxas", onde tem alta-tensão DC e AC !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Quer saber se um OPT é realmente bem seccionalizado e bem acoplado? meça com um multímetro de R$ 19,99 as resistências das metades do primário. Quanto mais iguais....melhor é

Citando Meirelles:

Afinal os primeiros transformadores da Vox, Fender e Marshall, eram GO ou GNO?

Responda você mesmo  Ou você acha que a Drake, Partridge, Anglia, Parmeko, Radio Spares, Gilson, Colnes...........eram o quê ?
Eram feitos como nós fazemos, é só você ver nossas specs, com a diferença de esses aí em cima usavam GO-M6 nós usamos GO-M4

Long Live Rock 

-----Editando, a segunda fotinha não entrou no servidor:

[a.sim]

Continuando a postagem anterior :

E o transformador de saída ? Bem, um transformador de saída opera diferente de um transformador de força. ele é ligado a uma fonte de CORRENTE - a válvula ou válvulas de saída, cuja impedância não é desprezível como ocorre com a rede AC. Por essa razão, o núcleo do transformador de saída deve trabalhar na região linear - ou mais linear - da curva de magnetização, o que significa ficar distante do ponto de saturação do material e nem pensar em chegar perto dos 1,5...1,7 T permitidos pelo ferro GO nos transformadores de força.

Como os pontos de saturação do ferro GO e GNO são essencialmente os mesmos - a literatura cita que o ponto de saturação do GO é 10% menor do que o GNO, assim, ponto para o GNO... - decorre que, para uma dada frequência mínima de projeto e uma dada potência, a seção magnética deve ser a " mesma " para os dois tipos de ferro. Essa é a razão por que não dá para reduzir o tamanho de um transformador de saída ao se utilizar núcleo GO, tal como se faz com os transformadores de força...

Ah, mas a indutância primária com GO fica " maior " com GO...

Sim, fica. Mas só se for transformador PP. Se pegarmos um transformador PP com núcleo GNO e medirmos a sua indutância primária, vamos encontrar um valor menor em relação ao mesmo transformador com núcleo GO. A relação é aproximadamente 2,0 ...Em termos simples, como o material GO magnetiza-se mais facilmente que o GNO, a corrente primária necessária para magnetizar o núcleo é menor. Isso se reflete em uma maior indutância primária. E aí vem a primeira parte da falácia : os livros mostram que a resposta inferior do amplificador é controlada pela indutância primária do transformador.

Sim, como a indutância primária do transformador com núcleo GO é maior do que com núcleo GNO, ele responde a frequências mais baixas...

Isso é verdade, mas não é exatamente assim...os livros mostram que a frequência inferior de corte de um amplificador valvulado com transformador de saída é aquela em que a reatância indutiva do primário iguala a impedância de carga da válvula. Sim isso é verdade, quando XL = RL ocorre o ponto de -3 dB. Só que isso não é válido para toda a faixa de potência do amplificador.

Os enrolamentos de um transformador são regidos pela equação já conhecidíssima N = V*10E8/( 4.44*f*B*S). Eu escrevi f*B de propósito, para mostrar o que acontece quando um transformador é submetido à operação com frequência variável.

Quando se projeta um transformador, é necessário estabelecer uma frequência mínima de projeto - o " f " e escolher o valor máximo desejado de " B ", que é escolhido conforme o critério da saturação, mencionado anteriormente. Pois bem, escolhida a seção magnética S, extrai-se o valor das N espiras a partir dos V volts entregues pela(s) válvula(s). Uma vez construído o amplificador, o fluxo magnético no núcleo do transformador será tal que, à plena potência e à frequência f, o valor de Bmax atingirá o valor escolhido. Mas vejamos :

a) se não estivermos na potência máxima, Bmax será menor do que o valor de projeto, sendo proporcional ao valor de pico de V. Quanto menor a potência na saída, menor V e menor Bmax...

b) se o amplificador estiver na potência máxima e na frequência f, com Bmax = valor de projeto e resolvermos aumentar apenas a frequência do sinal amplificado, mantendo a amplitude contante, o valor de Bmax no núcleo irá sendo reduzido proporcionalmente ao aumento da frequência - pois, com tudo constante, o produto f*B precisa ficar constante...se a frequência do sinal de saída dobra, Bmax cai à metade e vice-versa, desde que o núcleo não sature...

E a indutância primária ? Vamos tomar para exemplo um transformador anteriormente mencionado, 100W PP 1T 60Hz, Lprimária 130H ( a 5 V rms ). Esse é um transformador para 4 x 6L6 com impedância primária típica de 1800...1900 ohms. Veja que a especificacão é clara - 1 T ( 10.000 G ) a 60 Hz...eis o Bmax e o f usados no projeto do mesmo. Com a reatância indutiva sendo calculável por XL = 2 *PI*f*L, encontra-se que uma indutância de 130 H apresenta 1800 ohms de reatância a...2,2 Hz !

Puxa, mas esse transformador quase deixa passar DC ! Vou correndo comprá-lo para o meu projeto !!!!

Antes de efetuar a compra, vamos prestar atenção nos números. Se f*B é constante em um dado transformador, para o modelo do exemplo temos f*B = 60 x 1 = 60 Hz.T . Da mesma forma que aumentando a frequência reduzimos B, o contrário é verdadeiro. Logo, a plena potência, B = 60 / 2.2 = 27 T - 270.000 G. E isso pode ?

Claro que não, pois o material mesmo sendo GO vai estar supersaturado com uma indução dessas. Então, o que significam os 2,2 Hz ?

Segue em próxima postagem.

[xformer]

Os enrolamentos de um transformador são regidos pela equação já conhecidíssima V = N*10E8/( 4.44*f*B*S).

Uma pequena correção prof Alexandre, a equação do transformador está com os termos trocados no denominador e numerador, uma pequena confusão.

A equação correta usando seus termos seria:  V = (N x 4,44 x f x B x S )/ (10^8) ou
V = N x 4,44 x f x B x S x 10^-8

 

[a.sim]

Continuando a postagem anterior :

Puxa, mas esse transformador quase deixa passar DC ! Vou correndo comprá-lo para o meu projeto !!!!

Antes de efetuar a compra, vamos prestar atenção nos números. Se f*B é constante em um dado transformador, para o modelo do exemplo temos f*B = 60 x 1 = 60 Hz.T . Da mesma forma que aumentando a frequência reduzimos B, o contrário é verdadeiro. Logo, a plena potência, B = 60 / 2.2 = 27 T - 270.000 G. E isso pode ?

Claro que não, pois o material mesmo sendo GO vai estar supersaturado com uma indução dessas. Então, o que significam os 2,2 Hz ?

Quando os livros mostram que a frequência de -3 dB é dada pela relação XL=RL, eles consideram que a indutância de magnetização é constante e independente da amplitude da tensão primária. Isso é verdadeiro enquanto não ocorrer a saturação do núcleo na frequência de -3 dB...está tudo certo !

Da mesma forma que o produto f*B é constante para uma dada tensão V, outra relação também pode ser extraída : a relação V/f com B= constante. Disso resulta que, se V for reduzido, pode-se reduzir f na mesma proporção e manter o valor de B inalterado. Para o transformador do exemplo, V = sqr( 100*1800 ) = 424 Vrms. Essa tensão, a 60 Hz, produz uma indução de 1T conforme especificado pelo fabricante. Se a frequência for reduzida, o núcleo entrará progressivamente em saturação, gerando distorção. Entretanto, se a tensão V for reduzida na mesma proporção que f, a indução do núcleo permanece nos 1T e o transformador segue funcionando " normalmente ". Assim, se a tensão primária cair a 212 Vrms, é possível operar o transformador a 30 Hz e a 106 Vrms, a 15 Hz. O preço a se pagar é a menor potência máxima disponível : para uma resposta a 30 Hz, o transformador pode trabalhar só até 25 W e a 15 Hz, 6 W. Seguindo esse raciocínio, a V = 15,54 Vrms a resposta atinge 2,2 Hz e a potência, nessas circunstâncias atinge a incrível marca de...134 mW. Dá para usar com fone de ouvido. Assim, quem quiser uma resposta até cerca de 2 Hz e aceitar usar fones, pode usar dois transformadores de 3,5 kg de " puro GO " **...um para cada canal...

Abaixo de 2,2 Hz, não adianta ir baixando a tensão primária que a resposta não vai " melhorando " ...isso porque, a 15,54 Vrms , atinge-se a condição XL=RL que é independente da tensão primária aplicada, ao contrário da condição V/f = cte para B = Bmax. Se o transformador tivesse núcleo GNO, a indutância primária seria cerca de metade do valor indicado, e poderíamos chegar a 4,4 Hz ( um valor bem razoável ) a uma potência quatro vezes maior ( V = 31,8 Vrms , 560 mW ) mas...ainda precisando usar fones !

Sabe-se que a maior parte da potência de saída de um amplificador é gasta na reprodução dos graves da música, pois eles precisam de grandes quantidades de energia para serem reproduzidos - por diversas razões, incluindo a resposta do ouvido. Logo, a resposta de graves do transformador é mais bem determinada pelo critério da máxima indução magnética do que pela condição XL = RL, pois ao reproduzir os sons graves estaremos interessados em entregar grandes potências aos alto-falantes, não apenas algumas centenas de mW.

Qual o significado, então, da indutância de magnetização em um transformador PP ?

Continua em próxima postagem. Feliz Dia dos Namorados a todos, com um jantar romântico embalado pela música de fundo fornecida por nada menos que um... amplificador valvulado !

Utilizando Transformadores Schatz, de preferência !


** - não levem muito a sério essa afirmação; dá para chegar a 2,2 Hz e 134 mW com um transformador menor...

[Guilherme]

a.sim

A empresa que fabrica transformadores para você revender, aqui e no ML, sabe disso tudo 

Você é desconhecido até mesmo pelos menores varejistas de materiais para transformadores...

Sou capaz de apostar que você manda fazer na esquina e revende bem carinho para o que tem dentro...

A tinta preta e a etiqueta torta você mesmo coloca. Estarei enganado ?

Guilherme

[a.sim]

Continuando a postagem anterior :

Sabe-se que a maior parte da potência de saída de um amplificador é gasta na reprodução dos graves da música, pois eles precisam de grandes quantidades de energia para serem reproduzidos - por diversas razões, incluindo a resposta do ouvido. Logo, a resposta de graves do transformador é mais bem determinada pelo critério da máxima indução magnética do que pela condição XL = RL, pois ao reproduzir os sons graves estaremos interessados em entregar grandes potências aos alto-falantes, não apenas algumas centenas de mW.

Qual o significado, então, da indutância de magnetização em um transformador PP ?

Ela permite estimar um parâmetro importante de um transformador de saída PP - o quanto a corrente DC que circula em cada metade do enrolamento pode estar desbalanceada !

Sabe-se que um transformador PP é montado com as lâminas intercaladas e sem entreferro. Como teoricamente os dois enrolamentos contêm o mesmo número de espiras e são percorridos pela mesma corrente, as forças magnetizantes geradas pelas duas metades são iguais e opostas, resultando um fluxo contínuo nulo no núcleo, dispensando o entreferro que é necessário nos transformadores SE.

Acontece que dificilmente as duas válvulas são exatamente iguais e casadas entre si, havendo sempre a chance de haver algum desbalanço entre as correntes quiescentes em cada enrolamento. Mais ainda, as correntes AC em funcionamento, se não forem iguais, provocam o mesmo efeito. A presença de um fluxo magnético contínuo no núcleo do transformador de saída produz uma distorção que aparece a partir de um certo nível de potência ( quando o joelho de saturação é atingido ) e esse limiar é tão menor quanto maior for o desequilíbrio de correntes.

No transformador do exemplo, Lpri = 130 H o que indica que a 434 Vrms a corrente de magnetização é de 434 / (2*pi*60*130) = 8,8 mArms, que corresponde a 12,5 mA de pico. Essa corrente provoca o fluxo máximo de 1T no núcleo do transformador, quer seja AC ou DC. em outras palavras, se quisermos magnetizar o núcleo com 1T basta fornecer uma corrente DC de 12,5 mA ao primário.

A força magnetomotriz de uma bobina é dada pelo produto N*I . Vamos dividir o enrolamento primário de Np espiras em duas metades N1 e N2. A indução B será proporcional à soma dos produtos N*I de cada metade, ou seja, B = K*( N1*I1 + N2*I2 ). Como N1 = N2 = Np/2, vem que B = K*( Np/2 )*( I1 + I2 ).

Para o caso AC, quando o amplificador está em funcionamento, I1 = I2 = Ip, I1 + I2 = 2*Ip e temos que B = K*Np*Ip. Esse é o caso que ocorre quando submetemos o primário aos 434 Vrms e fazemos circular os 8,8 mArms. O fluxo magnético induzido é alternado e no pico da corrente ( 12,5 mA ) o núcleo fica magnetizado com 1 T de indução.

Para o caso DC perfeito, I1 = -I2 e B = 0. Mas se I1 é diferente de I2, passa a haver um fluxo DC líquido no núcleo, que desloca o ponto de excursão do fluxo magnético alternado. Se a excursão do fluxo alternado for suficientemente elevada, o núcleo é levado à saturação em um dos semiciclos, gerando distorção. A quantidade de desbalanço DC permissível pode ser, então, determinada através da indutância primária e dos demais parâmetros do transformador.

Sabemos que B = K*( Np/2 )*( I1 + I2 ) e que B = K*Np*Ip, então Bmax = K*Np*Imax. Dividindo uma equação pela outra chega-se a B = Bmax*( I1 + I2 )/( 2*Imax ). Como estamos interessados no caso onde as correntes provocam fluxos opostos, temos que |B| = Bmax*|I1 - I2|/( 2*Imax ) onde B é a indução DC no núcleo causada pela diferença entre as correntes DC I1 e I2.

Se estivermos dispostos a tolerar um desbalanço de fluxo de 10%, que levaria a indução a 1,1T em seu ponto máximo, obtém-se que a máxima diferença entre as correntes anódicas das válvulas, para o transformador do exemplo, seria de 0,1 = 1 * ( I1-I2 ) / ( 2*12,5 mA ) ou cerca de 2,5 mA. Esse valor, relativamente reduzido, exige que as válvulas sejam casadas ou que disponham de ajustes individuais de corrente quiescente ou outro meio de efetuar o balanceamento das correntes anódicas em repouso. Isso tudo por " culpa " no núcleo GO, que propicia uma indutância primária " grande "...

O mesmo transformador montado com um núcleo GNO proporcionaria uma tolerância no desequilíbrio DC maior, pelo menos o dobro do valor calculado anteriormente. Ainda que a indutância de magnetização do transformador com núcleo GNO seja menor ( cerca da metade ) em relação àquele que usa GO, aquela ainda é " alta " o suficiente para garantir que o transformador tenha sua resposta limitada pela saturação do núcleo. A indutância primária, assim, efetivamente deve ser " alta ", mas não " alta demais " ou o transformador PP será muito propenso aos efeitos do desbalanço DC entre as válvulas...sem falar no desbalanço AC...

Será por isso que os grandes fabricantes estrangeiros montam as lâminas intercaladas em grupos ao invés de intercalá-las uma a uma ?

Continua em próxima postagem.

[Jairo]

a.sim, sem querer ser chato, mas o membro guilherme tem razão no post onde ele cita voce como revendedor? Seria um excelente ponto a se esclarecer