OT Impedance ratio

Imaginons que l’on ait dans son stock un transfo de sortie (“OT” comme Output Transformer) dont on aimerait connaître le rapport de transformation (ou pour mal le dire : “quelle impédance au primaire ?”)

Si N1 est le nombre de tours (de fil) au primaire et N2 le nombre de tours au secondaire, le rapport de la tension au primaire V1 / la tension au secondaire V2 est :

Let’s say I have an unknown output transformer that I want to know “the impedance” … A transformer, through electromagnetic induction, “transfers” alternating electric energy from the primary to the secondary (AC current) . A load Z2 connected at the secondary is seen at the primary as an impedance Z1. This change in the impedance is the impedance ratio of the transformer. If N1 is the number of turns in the primary and N2 the number of turns in the secondary, the ratio voltage presented to the primary / induced voltage in the secondary is as follows :

Dans un monde idéal (!), la puissance au primaire P1 égale la puissance au secondaire P2.

Ideally, all the power is transmitted from the primary to the secondary :

On en déduit que le rapport des impédances est égal au rapport des nombres de tours de fils au carré.

So impedance ratio is the square of the turns ratio :

Si je construis le petit montage suivant, je peux mesurer V1 et V2 et en déduire le rapport de transformation.

Following this schematic, if I measure V1 and V2, I can deduce the ratio :

Dans ce montage, j’utilise un transformateur d’alimentation 230VAC – 36VAC. Je teste d’abord un transfo de sortie que je connais : 8kΩ au primaire pour 16Ω au secondaire.

My PT is 230V at primary, 36V RMS at the secondary. At first, I test a known OT (5kΩ at the primary for 16Ω at the secondary) :

PT (left) and OT (right) – V1 : 36V

V2 : 2V

Un HP de 16Ω branché au secondaire sera vu avec une impédance de 16 x 324 = 5184Ω au primaire. Pas mal pour un transfo donné pour 5kΩ !

And then a 16Ω loudspeaker at the secondary will be seen as a 16 x 324 = 5184Ω at the primary. That’s correct for an OT given for 5kΩ !
Je teste maintenant un transfo de sortie issu d’un Vox Student. Now, let’s test my unknown OT (from a Vox Student) :

 

V1 is still 36V 

V2 = 1.2V

 

Un HP de 4Ω au secondaire sera vu comme une impédance de 4 x 875 = 3500Ω au primaire (le tube de sortie sur un Student est une pentode 50C5, d’après la datasheet, il faudrait 2500Ω …).

So a 4Ω loudspeaker at the secondary will be seen as a 4 x 875 = 3500Ω at the primary (power tube is a pentode 50C5 ; according to the datasheet, there should be 2500Ω …)