Transformadores
O circuito de todo amplificador valvulado começa e termina através de um transformador.
Montagem do autor mostra transformadores com laminações formando ângulo de
90 graus e posicionados em lados opostos do chassi.
O que é um transformador? Poderíamos dedicar todo um livro ao tópico de transformadores a exemplo de (FLANAGAN. 1992). Logo, esta seção não tem a pretenção
de ser uma exposição exaustiva do funcionamento destes fantásticos componentes elétricos. Em resumo, falaremos do que mais importa para a compreensão dos
transformadores encontrados nos amplificadores valvulados. O leitor interessado em
aprofundar-se no tema deve recorrer a textos como o acima citado, e outros, introdutórios à engenharia elétrica à exemplo de (ORSINI. 2002.)
O transformador é formado por dois ou mais indutores dispostos em torno de um
mesmo núcleo. Existem transformadores sem núcleo, porém não são utilizados em
amplificadores valvulados para guitarra.
Quando uma tensão AC é aplicada ao indutor primário (chamado apenas de “primário”), uma certa quantidade de energia magnética é armazenada na massa do núcleo
de ferrosilício. Quando a polaridade da tensão alternada se inverte, o núcleo procura
manter-se em seu estado atual, reagindo (daí a origem do termo “reatância”) à mudança de polaridade.
A alteração no campo magnético induz corrente elétrica nas outras bobinas indutoras que se encontram em torno do mesmo núcleo, indutores que chamamos de
“secundários” do transformador. O fenômeno de um indutor ser capaz de gerar uma
corrente em outro apenas colocando-se os dois fisicamente próximos é chamado de
“indutância mútua“. O núcleo do transformador concentra o fluxo magnético e torna a indutância mutua muito mais eficiente.
Um bom transformador é capaz de transferir mais de 95% de energia do primário
aos secundários, sendo possível obter até 99% de eficiência (FLANAGAN. 1992.
p. 1.1) - um fato por si só extraordinário. A título de comparação, um estágio de
amplificação funcionando em classe A possui 50% ou menos de eficiência. Ou seja,
enquanto as válvulas dissipam 40 Watts, no máximo 20 Watts chegarão aos alto-falantes - um enorme contraste com os 99% de eficiência possíveis com um transformador de boa qualidade.
Arranjo dos transformadores no Marshall JCM800. Note o ângulo de 90 graus
entre as laminações dos dois transformadores. À partir dos JCM900 os transformadores seriam colocados nos lados opostos do chassi, diferente deste arranjo onde
são colocados próximos.
A proporção entre a tensão AC no primário e secundário depende exclusivamente da
proporção de espiras de fio entre o primário e o secundário em torno do núcleo. Se
dividirmos a tensão aplicada ao primário pelo número de espiras de fio contidas no
mesmo, obteremos a razão entre volts e espiras. Digamos que tenhamos 1 volt por
espira, então cada espira de um indutor secundário apresentará essa mesma diferença
de potencial. Assim, podemos elevar ou rebaixar a tensão AC aplicada ao primário
conforme necessário. Secundários com menos espiras que o primário são chamados
“rebaixadores“, e podemos deduzir que aqueles com mais espiras são “elevadores de
tensão“. Secundários com o mesmo número de espiras do primário tem proporção
1:1 e servem para isolar instrumentos da rede elétrica, mantendo a tensão igual à da
rede. Todos os amplificadores valvulados exigem um transformador isolador para sua
alimentação.
Exemplo prático : Se o indutor primário possui 220 espiras e lhe é aplicada uma tensão de 220V AC, teremos exatamente 1 volt por espira. Caso um indutor secundário
possua 400 espiras, será induzido neste uma tensão de 400 Volts. O secundário para
calefação de 12 V deverá, por exemplo, ter apenas 12 espiras.
Em todos os transformadores a relação de impedância é proporcional ao quadrado
da relação de espiras. No exemplo anterior, a proporção 400:220 (1.8181:1) para
voltagem, resulta em proporção de impedância de 3.30:1.
A relação de dobro de voltagem, resulta no quadruplo de impedância.