Princípio de Funcionamento do Transformador

Princípio de Funcionamento do Transformador

O princípio básico de funcionamento do transformador é o fenômeno conhecido como indução eletromagnética: quando um circuito é submetido a um campo magnético variável, aparece nele uma corrente cuja intensidade é proporcional às variações do fluxo magnético. Os transformadores consistem de dois enrolamentos de fio, o primário e o secundário, que geralmente envolvem os braços de um quadro metálico, o núcleo. Uma corrente alternada aplicada ao primário produz um campo magnético proporcional à intensidade dessa corrente e ao número de espiras do enrolamento, número de voltas do fio em torno do braço metálico. Através do metal, o fluxo magnético quase não encontra resistência e, assim, concentra-se no núcleo, em grande parte, e chega ao enrolamento secundário com um mínimo de perdas. Ocorre, então, a indução eletromagnética: no secundário surge uma corrente elétrica, que varia de acordo com a corrente do primário e com a razão entre os números de espiras dos dois enrolamentos.

Um transformador opera segundo o princípio da indução magnética mútua entre duas(ou mais) bobinas ou circuitos indutivamente acoplados. Os circuitos não são ligados fisicamente, não havendo conexão condutiva entre eles. Nos transformadores, existem dois circuitos:

1) Enrolamento Primário-> recebe a energia elétrica da fonte;

2) Enrolamento secundário-> entrega a energia à um circuito de carga.

Um transformador possui as seguintes grandezas:

 Vp-> tensão aplicada ao primário, V;

 Np-> número de espiras do enrolamento primário;

 Ip-> corrente drenada da fonte pelo enrolamento primário, A;

 Vs-> tensão que “aparece” nos terminais do secundário, V;

 Ns-> número de espiras do enrolamento secundário;

 Is-> Corrente induzida “entregue” à carga ligada ao secundário, A.

A relação entre as tensões no primário e no secundário, bem como entre as correntes nesses enrolamentos, pode ser facilmente obtida: se o primário tem Np espiras e o secundário Ns, a tensão do primário Vp está relacionada à tensão no secundário Vs por , e as correntes por .Essas duas relações são representadas por a – Relação de transformação.

Ensaios a vazio e de curto-circuito realizados em um transformador

Uma forma direta e fácil de determinar os parâmetros do transformador é através de ensaios que envolvem pouco consumo de energia, que são: o ensaio a vazio e o ensaio em curto-circuito. O consumo de energia é apenas o necessário para suprir as perdas associadas envolvidas.

Ensaio de Circuito Aberto

Este ensaio é realizado aplicando uma tensão no enrolamento de alta ou de baixa tensão, de acordo com a conveniência. Como as correntes envolvidas nesse ensaio são desprezíveis, uma vez que o transformador está a vazio, apenas a corrente de excitação, devido à magnetização e devido às perdas no núcleo,