Transformer trabalha em vazio

RESUMO

O banco de transformadores são formados de três unidades monofásicas conectadas externamente de forma a promoverem a transformação trifásica de tensão e corrente, na medida em que três transformadores monofásicos é mais caro que um único transformador trifásico, apresenta flexibilidade de operação vantajosa em alguns casos. Se ocorrer uma contingência que implica inutilizará de um transformador, sua substituição é rápida e menos onerosa que a substituição de um transformador trifásico e, dependendo ainda do tipo de conexão utilizado, tem maior eficiência e proporciona uma melhor condição de manutenção.

Transformador operando em vazio.

A tensão alternada da fonte, ao ser aplicada na bobina do primário, faz circular nessa bobina uma corrente alternada (embora não seja senoidal, devido à histerese do núcleo). Essa corrente, chamada corrente de excitação ou magnetização, cria um fluxo magnético no núcleo de material ferromagnético, cujo sentido é dado pela regra da mão direita. Esse fluxo (fluxo de magnetização) é alternado e aproximadamente senoidal, pois a resistência da bobina e a corrente de excitação no primário são muito pequenas. Uma pequena parte do fluxo se dispersa no ar (fluxo de dispersão), mas uma grande parte percorre o núcleo indo atravessar as espiras do enrolamento secundário. Como o fluxo é alternado, ou seja, variável no tempo, uma tensão (senoidal) é induzida no secundário, pela lei deFaraday.

A corrente de excitação é composta pela corrente de magnetização (I0), que é responsável pelo estabelecimento do fluxo através do núcleo, e pela corrente de perda no núcleo, que representa a potência dissipada nas perdas por histerese e por corrente parasita. E, dependendo do sentido relativo dos enrolamentos (horário ou anti-horário), as tensões V1 e V2 podem estar em fase (defasagem é nula) ou em oposição (defasagem é 180º), como uma conseqüência direta da lei de Lenz.

A tensão V1 no enrolamento primário e a tensão V2 no enrolamento secundário são normalmente diferentes em valor eficaz, guardando uma relação entre si que depende da relação entre o número de espiras no primário (N1) e do secundário (N2). Contudo, com o secundário aberto a força eletromotriz (fem) E2=ε2 é exatamente igual a V2, e a tensão V1 é aproximadamente igual a E1=ε1. Isso ocorre pois com o secundário em aberto e V1 na referência, a corrente de excitação é exatamente à corrente de entrada, sendo desta maneira a tensão V1 aproximadamente igual a E1 pois a potência de entrada sem carga é aproximadamente igual à potência dissipada no núcleo.