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Transformador

Transformador trifásico

Um transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, transformando tensões, correntes e ou de modificar os valores das Impedância elétrica de um circuito elétrico. Inventado em 1831 por Michael Faraday, os transformadores são dispositivos que funcionam através da indução de corrente de acordo com os principios do eletromagnétismo, ou seja, ele funciona baseado nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz, onde se afirma que é possível criar uma corrente elétrica em um circuito uma vez que esse seja submetido a um campo magnético variável, e é por necessitar dessa variação no fluxo magnético que os transformadores só funcionam em corrente alternada.

Um transformador é formado basicamente de:

Enrolamento - O enrolamento de um transformador é formado de varias bobinas que em geral são feitas de cobre eletrolitico e recebem uma camada de verniz sintético como isolante.

Núcleo - esse em geral é feito de um material ferro-magnético e o responsavél por transferir a corrente induzida no enrolamento primario para o enrolamento secundário.

Esses dois componentes do transformador são conhecidos como parte ativa, os demais componentes do transformador fazem parte dos acessorios complementares.

No caso dos transformadores de dois enrolamentos, é comum se denominá-los como enrolamento primário e secundário, existem transformadores de três enrolamentos sendo que o terceiro é chamado de terciário. Há também os transformadore que possuem apenas um enrolamento, ou seja, o enrolamento primário possui um conexão com o enrolamento secundário, de modo que não há isolação enre eles, esses trasnsformadores são conhecidos por Autotransformador.

Os transformadores de potência são destinados a rebaixar ou elevar a tensão e consequentemente elevar ou reduzir a corrente de um circuito, de modo que não se altere a potência do circuito, esses transformadores podem ser divididos em dois grupos;

Tranformador de força - esses transformadores são utilizados para rebaixar ou elevar a tensão de modo que seja possível ter menos perdas pelo Efeito Joule, pois quanto maior a corrente maiores erão essas perdas, esses transformadores são utilizados em substações. Transformador de ditribuição - esses transformadores são utilizados para rebaixar a tensão para ser entregue aos clientes finais das empresas de distribuição de energia, esses equipamentos são normalmente instalados em postes ou em câmaras subterraneas

Para se reduzir as perdas nos transformadores o núcleo dos transformadores são laminados para reduzir a indução de correntes parasitas ou de corrente de Foucault, no próprio núcleo. Em geral se utiliza aço-silício com o intuito de se aumentar a resistividade e diminuir ainda mais essas correntes parasitas.

Transformadores também podem ser utilizados para o casamento de impedâncias, esse tipo de ligação consiste em modificar o valor da impedância vista pelo lado primário do transformador, são em geral de baixa potência. Há outros tipos de transformadores, alguns com núcleo ferromagnético, outros sem núcleo, ditos transformadores com núcleo de ar, e ainda aqueles com núcleo de ferrite.

Alguns símbolos comumente utilizados em diagramas elétricos e eletrônicos

Um transformador ideal é aquele em que o acoplamento entre suas bobinas é perfeito, ou seja, todas concatenam, ou “abraçam”, o mesmo fluxo, o que vale dizer que não há dispersão de fluxo. Isso implica assumir a hipótese de que a permeabilidade magnética do núcleo ferromagnético é alta ou, no caso ideal, infinita, e o circuito magnético é fechado. Além disso, admite-se que o transformador não possui perdas de qualquer natureza, seja nos enrolamentos, seja no núcleo.

[editar]Transformador em vazio

Considerando, um transformador ideal, sendo o fluxo total, ϕ, o mesmo em ambas as bobinas, já que se desprezam os fluxos dispersos e o núcleo tem μ→ ∞, as f.e.m.’s, e₁ e e₂, induzidas nessas bobinas (adotando a convenção receptor), escrevem-se como:

e

Dividindo-se v₁ por v₂ chega-se à relação de tensões entre primário e secundário:

sendo a denominada relação de espiras ou relação de transformação. Esta é a primeira propriedade do transformador que é a de transferir ou refletir as tensões de um lado para outro segundo uma constante a.

Convencionando-se N₁ como a espira acoplada à DDP do circuito (primário) tem-se: para N₁ > N₂ um abaixador de tensão e para N₁ < N₂ um elevador de tensão

Transformador

Quando duas bobinas são enroladas sobre o mesmo núcleo, temos um componente derivado, chamado transformador. Cada uma das bobinas é chamada deenrolamento. Quando aplicamos uma tensão no primeiro enrolamento (chamado de primário), podemos retirar uma outra tensão, sendo gerada pelo segundo enrolamento (secundário). Isto pode ser usado para aumentar ou reduzir a tensão. Em uma fonte de alimentação convencional (não chaveada), o primeiro circuito é um transformador, que recebe a tensão da rede elétrica (110 ou 220 volts) e gera no secundário uma outra tensão alternada, porém de menor valor.  

Os transformadores têm muitas outras aplicações. São usados por exemplo como isoladores da linha telefônica em modems. Eles protegem (até certo ponto) o modem de eventuais sobretensões na linha telefônica. Pelo fato de terem uma indutância, eles também atuam como filtros de ruídos.