Materiais elétricos e eletrônicos Transformers

Materiais Eletroeletrônicos

Transformadores.

° Introdução...........................................................................................1.1

° Principio de funcionamento transformador elétrico ..........................1.2

° Partes de um transformador.................................................................1.3

° Materiais utilizados em transformadores ............................................1.4

° Materiais condutores utilizados em transformadores .........................1.5

° Materiais isolantes utilizados em transformadores..............................1.6

° Tipos de transformadores ....................................................................1.7

° Exercício prático ..................................................................................1.8

° Referências............................................................................................1.9

1.1 - Introdução:

Pode-se dizer que é quase impossível viver sem energia elétrica hoje em dia. Sabemos que a energia que chega até nossas casas vem de usinas muito distantes. Pelo fato de elas se instalarem com certa distância das cidades, há a necessidade de se implantar longas linhas de transmissão. Dessa forma, devemos procurar soluções, nessas linhas de transmissão, para diminuir as perdas de energia por efeito Joule. É importante que essa transmissão de energia se faça com o mínimo de perda possível.

Por causa dessa perda de energia em residências e instalações elétricas, muitas vezes é necessário aumentar ou diminuir a voltagem que é fornecida pelas usinas geradoras de energia elétrica.

Nos nossos estudos sobre eletricidade vimos que a potência dissipada por efeito Joule, através de um condutor de resistência R, percorrido por uma corrente de intensidade I, é dada por P = R.I². Assim, podemos diminuir a potência dissipada nas linhas de transmissão de duas maneiras:

- diminuindo a resistência elétrica da linha de transmissão ou diminuindo a intensidade da corrente elétrica através dessa linha.

Conforme enuncia a segunda lei de Ohm, calculamos a resistência de um condutor através da seguinte equação R = ρ.L/A. Na equação acima, para diminuir a resistência elétrica do condutor é preciso fazer uso de fios que possuem baixa resistividade elétrica, (o que, por sinal, faz aumentar os custos da instalação da rede elétrica) ou usar fios mais pesados, ou seja, fios com maior área de secção transversal (o que pode causar danos à rede de transmissão).

Então, com base no que foi dito, devemos escolher a segunda opção:

- diminuir a intensidade de corrente elétrica na linha, sem alterar a potência elétrica transmitida. Por essa razão, devemos elevar a tensão elétrica; mas, por razões de segurança, a energia elétrica a ser consumida nas indústrias e residências deve chegar com baixa tensão.

Por conta das razões citadas, temos que fazer uso de aparelhos que permitem aumentar ou diminuir a tensão elétrica. Os aparelhos que realizam esse trabalho de aumentar ou diminuir a tensão são denominados transformadores.

1.2 – Principio de funcionamento transformador elétrico:

Um transformador ou ‘trafo’ 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 impedâncias elétricas 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 princípios do eletromagnetismo, ou seja, ele funciona baseado nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday-Neumann-Lenz 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 por duas bobinas eletricamente isoladas uma da outra, enroladas sobre um mesmo núcleo de ferro. Em um dos enrolamentos, denominado primário, aplicamos uma tensão alternada de valor eficaz U¹, de modo que há uma corrente alternada de valor eficaz I¹ nesse enrolamento, como mostra a figura abaixo.

Figura 1.0

Essa corrente variável produz um fluxo também variável, cuja maior parte fica confinada ao ferro. De acordo com a Lei de Faraday, esse fluxo variável induzirá, no outro enrolamento, denominado secundário, uma tensão alternada de valor eficaz U².

Então, o transformador é constituído por um par de bobinas ou solenoides: o enrolamento primário, ligado à ddp¹ que se quer mudar; o enrolamento secundário, que fornece entre seus terminais a ddp² desejada; e uma peça de ferro doce, cuja magnetização é facilmente revertida.

1.3 – Partes de um transformador:

Um transformador é basicamente formado por três partes básicas,

1º Bobina primária( enrolamento primário) formada normalmente por estiras de fio de cobre esmaltado.

2º Bobina secundária( enrolamento secundária) formada normalmente por estiras de fio de cobre esmaltado.

3º Núcleo de ferro magnético normalmente aço silício, que é envolvido pela as duas bobinas, exerce a função de concentra e elevar o nível de intensidade magnética sobre as bobinas. Veja figuras abaixo.

Figura 1.1

Figura 1.2

1.4 Materiais utilizado em transformadores:

Componentes construtivos

Os transformadores são constituídos, basicamente, de uma parte