Transformadores

TRANSFORMADORES

Felipe Vier*

RESUMO

A energia elétrica gerada nas usinas hidrelétricas é transportada, através de condutores de eletricidade, tal energia iluminará cidades, movimentará máquinas e motores. Para o transporte da energia até os pontos de utilização, não bastam fios e postes, toda a rede de distribuição depende dos transformadores, que elevam a tensão, ou a rebaixam. Neste sentido o transformador é um dispositivo que tem por finalidade transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, alterando correntes, tensões ou transformando os valores das impedâncias elétricas de um circuito elétrico.

Palavras-chave: energia elétrica, rendimento, potência, tensão, circuito elétrico.

*Acadêmico do curso de Engenharia Elétrica – Universidade do Alto Vale do Rio do Peixe - UNIARP.

1 INTRODUÇÃO

A energia elétrica gerada nas usinas hidrelétricas é transportada, através de condutores de eletricidade, tal energia iluminará cidades, movimentará máquinas e motores (BRUM, 2016).

Para o transporte da energia até os pontos de utilização, não bastam fios e postes, toda a rede de distribuição depende dos transformadores, que elevam a tensão, ou a rebaixam. Nesse processo de sobe e desce, eles reduzem os custos da transmissão à distância de energia (BRUM, 2016).

Os Transformadores são equipamentos utilizados na transformação dos valores de tensão e corrente, além disso são usados na alteração de impedâncias em circuitos elétricos. Tal equipamento tem um seu princípio de funcionamento baseado nas leis de Faraday e Lenz, leis do eletromagnetismo e da indução eletromagnética (BRUM, 2016).

Estes equipamentos possuem mais de um enrolamento, tais partes são chamadas de primário e secundário em casos de transformadores com dois enrolamentos, e em transformadores que possuem três enrolamentos, é denominado terciário (BRUM, 2016).

Um transformador é formado basicamente de enrolamento que é formado de várias bobinas que em geral são feitas de cobre eletrolítico e recebem uma camada de verniz sintético como isolante, e de um núcleo esse em geral é feito de um material ferromagnético e é o responsável por transferir a corrente induzida no enrolamento primário para o enrolamento secundário (BRUM, 2012).

Os transformadores em geral apresentam perdas de potência quando estão em funcionamento, estas perdas são no cobre e no ferro.

De acordo com Martignoni (1983), um transformador em funcionamento possui perdas de energia por correntes parasitas, por histerese e por efeito joule, e com sua construção equilibrada, pode-se diminuir significativamente estas perdas, gerando grande economia de energia.

Segundo Gussow (1997), a eficiência de um transformador é igual à razão entre a potência de saída do enrolamento de secundário e a potência de saída do enrolamento do primário. Um transformador ideal tem 100% de eficiência porque ele libera toda a energia que recebe. Devido ás perdas no núcleo e no cobre, a eficiência do transformador na prática é menor que 100%. 

Na perda no cobre os enrolamentos primários e secundários do transformador oferecem de maneira inevitável uma determinada resistência elétrica. Estas resistências são chamadas de resistência primária e secundária do transformador e exercem sobre o funcionamento do transformador um duplo efeito. Em primeiro, produzem uma queda de tensão chamada queda ôhmica primária e secundária, depois, produzem uma perda de energia por efeito Joule, cuja potência constitui a perda no cobre primário e secundário (SILVA, 2011).

No núcleo as perdas têm origem em dois fatores: perdas por correntes parasitas e perdas por histerese magnética. A perda por corrente parasitas ou correntes de Foucault resulta das correntes induzidas que circulam no material do núcleo.

A perda por histerese se refere à energia perdida pela inversão do campo magnético no núcleo à medida que a corrente alternada de magnetização aumenta e diminui e muda de sentido (SILVA, 2011).

Outro ponto importante é corrigir o fator de potência que é fundamental em qualquer instalação industrial. Quedas de tensão, perdas, sobrecargas são algumas das consequências de um fator de potência baixo numa instalação. A legislação brasileira, através dois decretos 62 724 de 1968, 75 887 de 1975 e 479 de 1992 determina a manutenção do fator de potência o mais próximo possível de 1, tanto pelas concessionárias como pelos consumidores (____2009).

Todos os transformadores devem passar por ensaios, são eles que determinam se ele está funcionando corretamente. Estes testes devem ser contemplados em quaisquer tipos de serviços em transformadores elétricos e exigi-los, além das análises completas do estado do óleo em suas diversas fases, não deverá comprometer nenhum valor orçamentário, pois se trata da verificação da qualidade destes serviços e comprovação normatizada de seu uso (FITZGERALD; KINGSLEY; UMANS, 2006).

2 TRANSFORMADORES

Transformador é um dispositivo que tem por finalidade transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, alterando correntes, tensões ou transformando os valores das impedâncias elétricas de um circuito elétrico.

Criado em 1831 por Michael Faraday, os transformadores são dispositivos que tem seu funcionamento gerado através da indução de corrente em acordo com os princípios do eletromagnetismo, ele funciona baseado nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday-Neumann-Lenz e da Lei de Lenz, que afirma que é plausível criar uma corrente elétrica em um circuito uma vez que esse seja submetido a um campo magnético alterável, e é por precisar dessa variação no fluxo magnético que os transformadores só funcionam em corrente alternada.

O transformador baseia-se em dois métodos: o primeiro, descrito via lei da indução de Faraday, sugere que um campo magnético variável no interior de uma bobina ou enrolamento de fio leva uma tensão elétrica nas extremidades desse enrolamento (indução eletromagnética) e o segundo, descrito via lei de BiotSavart, alega que a corrente elétrica cria um campo magnético, denominado (eletromagnetismo).

2.1 TIPOS DE TRANSFORMADORES

Os transformadores são classificados de acordo com vários critérios. As classificações de acordo com o tipo a finalidade o material do núcleo, e o número de fases são algumas.