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1. INTRODUÇÃO

A energia elétrica, produzida em grande quantidade nas usinas, precisa ser transmitida até os centros consumidores e, por sua vez, distribuída a cada consumidor. Nesse momento é que os transformadores são utilizados. O transformador recebe a tensão da usina, e então eleva esta tensão e diminui a corrente, assim diminuindo a perda por efeito joule. Quando esta tensão chega ao local determinado, outro transformador recebe esta tensão, acima de 10000V e a transforma para 127V ou 220V, de forma que possa ser utilizada pelos consumidores.

Transformadores são equipamentos utilizados na transformação de valores de tensão e corrente. Seu princípio de funcionamento é baseado nas leis de Faraday e Lenz, as leis do eletromagnetismo e da indução eletromagnética, respectivamente.

Estes equipamentos possuem mais de um enrolamento, podendo ser dois ou três. As partes em que são divididos são chamadas de primário e secundário em casos de transformadores com dois enrolamentos, e, caso o transformador possua um terceiro enrolamento este é denominado terciário.

Em todo condutor enquanto sujeito a uma variação de fluxo magnético é estabelecida uma força eletromotriz (tensão) induzida. O sentido da corrente induzida é tal que origina um fluxo magnético induzido, que se opõe à variação do fluxo magnético indutor.

Se uma tensão é aplicada ao primário, circulará por este enrolamento uma corrente alternada, que por sua vez dará condições ao surgimento de um fluxo magnético também alternado. A maior parte deste fluxo ficará confinado ao núcleo, uma vez que é este o caminho de menor relutância. Este fluxo dará origem a uma força eletromotriz (f.e.m) no primário e a outra no secundário, proporcionais ao número de espiras de cada enrolamento, sendo o enrolamento primário o que recebe a energia e o secundário o que libera.

Os transformadores mais comuns utilizam um núcleo ferromagnético, em que são utilizadas várias chapas de aço laminadas, para que assim a perda por correntes parasitadas seja menor. Mas existem também os transformadores com núcleo de ar, cujos enrolamentos ficam em contato com a própria atmosfera.

Abaixo está representada a equação fundamental dos transformadores monofásicos, em que V, N e I, representam a tensão, o número de espiras e a corrente, respectivamente. E os índices 1 e 2 referentes aos enrolamentos primário e secundário:

[pic 1]

Outro exemplo, de um transformador monofásico, é um transformador que altera a tensão de 127V para 220V e vice-versa, sendo mais comum o uso em residências.

2. MATERIAL

• Bobinas de 6, 300, 600 e 1200 voltas;
• Núcleo de Transformador;
• Multímetros;
• Cabos de conexão;
• Chave liga-desliga;
• Fonte de tensão.

[pic 2]

Figura 1 – Representação do material utilizado

3. PROCEDIMENTO

        Primeiramente, o professor realizou os experimentos para que fossem visualizadas as linhas de campo de fios retos e fios em forma espiral. Foi gerada energia utilizando uma chave multiuso para que houvesse uma corrente que passasse pelos fios e que gerasse um campo elétrico, sendo observado quando jogado o pó de ferro em cima das placas em que se encontravam os fios, tanto retos como em espiral conforme a Figura 1, Figura 2 e Figura 3.

[pic 3] 

Figura 1 – Montagem do experimento pelo professor

[pic 4][pic 5]

Figura 2 – Visualização das linhas de campo em fios retos

[pic 6][pic 7]

Figura 3 – Visualização das linhas de campo de fios em forma espiral

Em seguida, após observarmos o citado anteriormente, realizamos um experimento com bobinas e o multímetro para observar a transformação da voltagem que passava pelas diferentes bobinas (diferentes números de espirais). Para a realização do experimento foi mantido uma das bobinas com um certo número de espiras em um dos lados do equipamento e no outro colocavam-se as outras bobinas que eram “ligadas” por um metal em forma de U, que era formado por pequenas placas de metal agrupadas entre si por uma espécie de tinta preta que ajudava na condução do campo gerado de uma das bobinas para a outra.

4. RESULTADO E DISCUSSÃO

Em relação ao primeiro experimento realizado descrito anteriormente e demonstrado através de imagens (Figura 1, Figura 2 e Figura 3), notou-se que linhas de campo foram formadas através do pó metálico, pois ao gerar-se uma corrente com uma certa direção tanto nos fios retos como na espira, estes criaram um campo na mesma direção.

A partir do segundo experimento realizado e descrito acima, obtivemos resultados que serão apresentados nas tabelas a seguir:

Tabela 1 – Bobina com 300 espiras

N1	Voltagem (V1)	N2	Voltagem (V2)
300	127.9	6	2.47
300	127.6	600	0.14
300	127.7	1200	0.10

Tabela 2 – Bobina com 600 espiras

N1	Voltagem (V1)	N2	Voltagem (V2)
600	127.7	6	1.25
600	127.7	300	62.6
600	127.7	1200	250.0

Tabela 3 – Bobina com 1200 espiras

N1	Voltagem (V1)	N2	Voltagem (V2)
1200	127.3	6	0.626
1200	127.3	300	31.2
1200	127.3	600	62.0

          O experimento realizado é relacionado com as Leis de Faraday e Lenz, leis do eletromagnetismo, indução eletromagnética e como o transformador é baseado na criação de uma corrente induzida na segunda bobina (N2) dada pela variação de fluxo gerado pela primeira bobina (N1), tendo assim como expressão: