Aviso va un rollo, pero a veces las cosas no son sencillas.
Por lo que dices no se si has puesto un conjunto de medida a la salida de un transformador de tren, o por el contrario has conectado la vía a una fuente mas o menos de laboratorio. Los trenes de CC normalmente van mejor con transformadores de tren. Y sobre todo cuando hay un decoder por medio. Y me explico.
Los transformadores buenos como los Fleischmann regulan la tensión eficaz en dos fases, a poca velocidad rectifican a media onda, y a partir de una cierta velocidad cuando hace falta mas tensión eficaz pasan a rectificar en onda completa. ¿Porque hacen eso? pues para trabajar con la máxima tensión de pico compatible con una tensión eficaz (digamos que media) baja. Para moverse mejor a baja velocidad. Mejor 50 pataditas de 10V por segundo que 100 pataditas de 5V por segundo. Aunque en los dos casos serían equivalentes a 500 pataditas.
Pero está el problema de la caida de tensión en los contactos. Y hay tres. Via/rueda, rueda/lámina y escobilla/colector. Y la caida de tensión por contacto suele ser superior a 1V y puede llegar a 2V. Y la patadita de 5V puede ser que se quede en calor y casi nada llegue a circular por el rotor. Mientras que la mitad de las pataditas de 10V, aunque se dejen 5V en los contactos, llegan 5V al rotor.
Por eso cuando se han pasado a digital han escogido tensiónes de entre 18 y 22V para la vía, con salida del decoder del orden de 18V en PWM (muchas pataditas de milésima de segundo). Para minimizar las pérdidas por calor. Sin embargo la entrada al decoder no le gusta nada la PWM.
En resumen, si la fuente da una tensión continua de 5V, malo, muy malo, todo se queda en los contactos. Si la fuente da una tensión eficaz de 5V PWM puede que el decoder sufra, y vete a saber como reacciona. Algunos lo aguantan, otros no, y no es lo mismo un PWM de 60Hz que uno de 10.000Hz.
Este transformador marca la zona en la que va en media onda (50Hz). Solamente a toda pastilla pasa a rectificar en onda completa (100Hz), y desde luego sin aplanar, sin condensador a la salida. A los trenes les encanta recibir pataditas de 50Hz a poca velocidad o de 100Hz cuando van mas rápidos. Nada de CC como la entendería un electrónico.

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Esto puede estar muy bien en un laboratoro de electrónica, pero con los trenes y los decoders, puede haber problemas

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Resumiendo, si se alimenta una locomotora en CC pura, muy muy buena, a poca tensión, toda la potencia se puede quedar en los contactos. Y el primero en morir suele ser el contacto escobilla/colector. No se si alguna locomotora H0 sobrevivirá a 4V perfectos en la vía durante mucho tiempo. Casi seguro que por algún sitio sale echando humo. La peor tensión es aquella justo antes de que se mueva. Por eso muchos ¿TODOS? los mandos de tren suelen tener 3/4V como tensión
miníma eficaz de salida. No parten de cero. En el trafo se ve que la salida habla de Veff y salida pulsante, no es CC. Aunque ponga 0-15Veff, una vez que no sale 0V, suelen partir de al menos 3Veff, que pueden andar por 9V de pico aunque suene raro, es la tensión en el pico de la media onda que da 3V eficaces.
La CC pura es mala para las locomotoras

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Bueno es un lio. Pero es una manera de estropear una locomotora, dándole la mejor calidad de tensión posible, y además bajita. La que mas rompe.
Los trafos de tren y las cajas de cambio de coche con sincros parecen unos engendros, pero es lo mejor para lo que son. Lo suyo.