O Relatório Transformador

Universidade Federal de São João del Rei - UFSJ Campus Alto Paraopeba - CAP

TRANSFORMADORES

                            César Augusto

Ouro Branco - MG

1. INTRODUÇÃO

Os transformadores de tensão, chamados normalmente de transformadores, são dispositivos capazes de aumentar ou reduzir valores de tensão. Um transformador é constituído por um núcleo, feito de um material altamente imantável, e duas bobinas com número diferente de espiras isoladas entre si, chamadas primário (bobina que recebe a tensão da rede) e secundário (bobina em que sai a tensão transformada).

O princípio básico de funcionamento de um transformador é o fenômeno conhecido como indução eletromagnética: quando um circuito é submetido a um campo magnético variável, aparece nele uma corrente elétrica cuja intensidade é proporcional às variações do fluxo magnético

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.

Atualmente os transformadores são extremamente eficientes, devido a isso quase não há perda de energia na transferência do primário para o secundário, no entanto essa perda ainda existe, sendo que a maior parte da energia perdida é transformada em calor, por causa desse fator, que os fios envolvidos no sistema ficam muito quentes, sendo que se não forem resistentes o suficientes podem superaquecer.

A tensão na entrada e na saída são proporcionais ao número de espiras em cada bobina, podendo ser calculado através da fórmula:

Onde:

● é a tensão no primário;

● é a tensão no secundário;

● é o número de espiras do primário;

● é o número de espiras do secundário.

2. OBJETIVOS

Esse experimento tem por objetivo demonstrar o funcionamento de um transformador,

sendo possível observar como diferentes números de espiras afetam a energia elétrica

gerada. Também possibilitando observar como a corrente elétrica gera um campo

magnético.

3 PROCEDIMENTOS

Os procedimentos foram divididos em três partes, sendo que na primeira

determinou-se a relação entre o número de espiras e a tensão no secundário, na

segunda encontrou-se as relações de transformação e na terceira analisou-se o

campo magnético de uma espira com alta intensidade de corrente.

PARTE 1:

Inicialmente montou-se o transformador no enrolamento primário usando o

núcleo e uma bobina com 800 espiras. Assim, com um cabo banana enrolou-se apenas

uma espira no secundário do transformador, sendo que uma ponta do cabo

conectou-se na entrada do multímetro e a outra conectou-se no terminal “COM”. Feito

as conexões, ligou-se a fonte de tensão e o multímetro para medir tensões alternadas.

Em seguida, o valor indicado de tensão no multímetro foi anotado e a tensão foi

desligada. Com isso, pegou-se novamente os cabos e enrolou mais uma vez no

secundário do transformador e a partir daí realizou-se novamente a medição de tensão

pelo multímetro e observou-se o resultado.

Tal processo foi repetido para 3, 4, 5 e 6 espiras no secundário e obteve-se uma

tabela com tais valores, informando o número de espiras, tensão no secundário e a

razão entre as duas grandezas anteriores.

PARTE 3:

Inicialmente montou-se o transformador colocando uma bobina de 400 espiras

no primário e outra de 5 espiras no secundário, sendo que nos terminais do secundário

conectou-se o condutor em forma de espira, encaixando-o também na placa de acrílico.

Em seguida, colocou-se uma folha de papel embaixo da placa de acrílico para

evitar desperdício de limalha de ferro e espalhou-se um pouco da limalha sobre a placa

de acrílico.

Com a limalha sobre a placa, conectou-se a chave liga-desliga por apenas

alguns segundos à rede de energia e ao primário do transformador. Logo após fez-se

um desenho da configuração que as limalhas de ferro assumiram.

Por fim, trocou-se o condutor em forma de espira pelo condutor retilíneo, depois

pelo condutor com dois ramos paralelos e por último pelo solenóide. Para cada caso

ligou-se o transformador por apenas alguns segundos e desenhou-se a configuração

que as limalhas de ferro assumiram.

4. RESULTADOS

O experimento contava com duas partes. Na primeira, o transformador foi montado

conforme o indicado: usamos o núcleo e uma bobina com 800 espiras que foi

considerada o enrolamento primário. A fonte de tensão continha 126,3V. Enrolamos

duas espiras com o cabo de ligação no secundário do transformador e anotamos a

tensão indicada no multímetro. A partir disso, enrolamos o cabo mais uma vez no

secundário e novamente anotou-se a tensão obtida sucessivamente até atingirmos 6

voltas. Os dados obtidos são mostrados na tabela abaixo.

Número de espiras no

secundário Tensão obtida (V)

2 0,1 3 0,2 4 0,3 5 0,5 6 0,6

Tabeala 3.1 – Relação entre tensão obtida x número de espiras no secundário.

Mais adiante, montamos o transformador novamente com uma bobina de 400

espiras no primário e outra de 5 espiras no secundário. Após isso, conectamos nos

terminais do secundário diferentes geometrias de condutores: em forma de espira, um

fio retilíneo, com dois fios paralelos e um solenoide. Também encaixamos uma placa

de acrílico para servir de apoio às limalhas de ferro que foram esparramadas por cima

da mesma. Para cada vez que conectamos os condutores, ligamos o transformador por

apenas alguns segundos na fonte e observamos as configurações formadas pelas