TRANSFORMADORES: SEUS TIPOS, NÚCLEOS E FINALIDADES

TRANSFORMADORES: SEUS TIPOS, NÚCLEOS E FINALIDADES

RESUMO

Os transformadores são utilizados em vários equipamentos do nosso cotidiano, como, por exemplo, nas instalações elétricas e também em equipamentos que utilizam como princípio de funcionamento a eletricidade. É importante, tanto para a segurança quanto para o bom funcionamento (eficiência) dos aparelhos elétricos, que a tensão que sai da usina geradora de energia elétrica e a tensão que chega até as residências sejam relativamente baixas. No entanto, no percurso entre as usinas e residências, indústrias, prédios, entre outros é preferível a utilização de correntes elétricas pequenas, o que significa o aumento de tensão. Para que, portanto, se modifique a tensão, são utilizados transformadores. Este trabalho objetiva avaliar o modo de funcionamento de um transformador, e seus diversos tipos e finalidades.

Palavras-chave: transformadores, corrente, tensão

ABSTRACT

Transformers are used in severeal daily electric equipments, found in electrical facilities. It is important, such as for security as for good efiency of the electrical devices, that the voltage who leaves the usines and reaches residences, industries and buildings is relatively low. However, during it’s path, it is more suitable thu use of low electric currents, which means a rise in voltage. Therefore, transfomers are used to change the voltage values. This article has for na objective to avaluate how a transformer works, and its types and objetives.

Keywords: transformers, electric current, voltage

1.   INTRODUÇÃO

Os transformadores têm sido uma grande parte do cotidiano das pessoas desde o começo da utilização de redes elétricas, exercendo um papel fundamental para o bom funcionamento da mesma. Eles tem a capacidade alterar os valores de voltagem em aplicações elétricas.

Transformadores são aparelhos elétricos que transferem energia entre dois ou mais circuitos através de indução eletromagnética. Esta indução eletromagnética produz uma força eletromotriz dentro de um condutor exposto à campos magnéticos variáveis.

Uma corrente variável que passa pela bobina primária do transformador cria um fluxo magnético, também variável, no interior do transformador junto a um campo magnético na bobina secundária. É este campo na bobina secundária que que induz uma força eletromotriz (FEM) através da indução eletromagnética.

 A tensão de entrada e de saída são proporcionais ao número de espiras em cada bobina. Sendo:

[pic 1]

Onde:

• [pic 2] é a tensão no primário;
• [pic 3]é a tensão no secundário;
• [pic 4]é o número de espiras do primário;
• [pic 5]é o número de espiras do secundário.

Os princípios utilizados no funcionamento descrito pelos transformadores são oriundos do próprio eletromagnetismo, das Leis de Faraday-Neumann-Lenz e Lei de Lenz, em qual 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.

Figura 1. Esquema de funcionamento de um transformador ideal.

[pic 6]

O transformador é baseado em dois princípios: o primeiro, descrito via lei de Biot-Savart, afirma que corrente elétrica produz campo magnético (eletromagnetismo); o segundo, descrito via lei da indução de Faraday, implica que um campo magnético variável no interior de uma bobina ou enrolamento de fio induz uma tensão elétrica nas extremidades desse enrolamento (indução eletromagnética). A tensão induzida é diretamente proporcional à taxa temporal de variação do fluxo magnético no circuito. A alteração na corrente presente na bobina do circuito primário altera o fluxo magnético nesse circuito e também na bobina do circuito secundário, esta última montada de forma a encontrar-se sob influência direta do campo magnético gerado no circuito primário. A mudança no fluxo magnético na bobina secundária induz uma tensão elétrica na bobina secundária.

Um transformador ideal é apresentado na Figura 1. A corrente passando através da bobina do circuito primário cria um campo magnético. A bobina primária e secundária são ambas enroladas sobre um núcleo de material magnético de elevada de permeabilidade magnética, a exemplo um núcleo de ferro, de modo que a maior parte do fluxo magnético passa através de ambas as bobinas. Se um dispositivo elétrico é conectado ao enrolamento secundário, uma vez provido que a corrente e a tensão aplicadas ao circuito primário tenham os sentidos indicados, a corrente e a tensão elétricas no dispositivo (usualmente denominado por "carga" do circuito) terão também sentidos definidos, como os indicados na figura. Na prática os transformadores operam com tensões e correntes alternadas, de forma que as marcações na figura representam a rigor, as relações de fase entre os sinais no circuito primário e secundário visto que as tensões e correntes estão constantemente alternando seus sentidos a fim de prover um fluxo magnético variável.

Figura 2. Transformador ideal, fonte Vp ligada ao primário e impedância Zl carregada no secundário; 0 < Zl < ∞

[pic 7]

2. TIPOS DE TRANSFORMADORES - FASES

Existem diversos tipos de transformadores, e, portanto, diversas divisões entre eles. No que diz a respeito das fases de um transformador, serão apresentados transformadores de 3 tipos: monofásicos, trifásicos e polifásicos.

2.1.  Transformadores Monofásicos

Esse tipo de transformador é próprio para alimentação de circuitos de comando ou de uso industrial. O transformador usado em casas também é o monofásico, ele transforma 127 V em 220 V e 220 V em 127 V.