TransformadorOrigem: Wikipdia, a enciclopdia livre.

Transformador

Transformador trifsicoUm transformador um dispositivo destinado a transmitir energia eltrica ou potncia eltrica de um circuito a outro, induzindo tenses, correntes e/ou de modificar os valores das impedncias eltricas de um circuito eltrico.1

Inventado em 1831 por Michael Faraday,2 os transformadores so dispositivos que funcionam atravs da induo de corrente de acordo com os princpios do eletromagnetismo, ou seja, ele funciona baseado nos princpios eletromagnticos da Lei de Faraday-Neumann-Lenz e da Lei de Lenz,1 onde se afirma que possvel criar uma corrente eltrica em um circuito uma vez que esse seja submetido a um campo magntico varivel, e por necessitar dessa variao no fluxo magntico que os transformadores s funcionam em corrente alternada.

ndice [esconder] 1 Estrutura2 Princpios bsicos3 Tipos de transformadores3.1 Transformadores de potncia3.2 Autotransformadores4 Simbologia5 Transformador ideal5.1 Transformador em vazio6 Ver tambm7 Referncias8 Ligaes externasEstruturaUm transformador formado basicamente de:

Enrolamento - O enrolamento de um transformador formado de vrias bobinas que em geral so feitas de cobre eletroltico e recebem uma camada de verniz sinttico como isolante.

Ncleo - esse em geral feito de um material ferromagntico e o responsvel por transferir a corrente induzida no enrolamento primrio para o enrolamento secundrio.

Esses dois componentes do transformador so conhecidos como parte ativa, os demais componentes do transformador fazem parte dos acessrios complementares.

No caso dos transformadores de dois enrolamentos, comum se denomin-los como enrolamento primrio e secundrio, existem transformadores de trs enrolamentos sendo que o terceiro chamado de tercirio. H tambm os transformadores que possuem apenas um enrolamento, ou seja, o enrolamento primrio possui um conexo com o enrolamento secundrio, de modo que no h isolao entre eles, esses transformadores so chamados de autotransformadores.3

Um transformador trifsico possui internamente 3 transformadores que podem ser ligados de diferentes modos. Ligando os enrolamentos primrios em tringulo e os enrolamentos secundrios em estrela, ficamos com um conjunto em que o primrio recebe corrente trifsica e no secundrio temos trs fases e neutro (sendo o neutro o centro da estrela). Temos assim desta forma tenses simples e tenses compostas. No caso da distribuio de energia eltrica temos 400 volts entre fases, temos 3 situaes dessas (entre as fases R e S ; S e T ; R e T) e temos 230 volts entre qualquer uma das fases e o neutro.

Princpios bsicos

Um transformador ideal. A corrente secundria surge para a ao secundria EMF na impedncia de carga (no mostrado).O transformador baseado em dois princpios: o primeiro, descrito via lei de Biot-Savart, afirma que corrente eltrica produz campo magntico (eletromagnetismo); o segundo, descrito via lei da induo de Faraday, implica que um campo magntico varivel no interior de uma bobina ou enrolamento de fio induz uma tenso eltrica nas extremidades desse enrolamento (induo eletromagntica). A tenso induzida diretamente proporcional taxa temporal de variao do fluxo magntico no circuito. A alterao na corrente presente na bobina do circuito primrio altera o fluxo magntico nesse circuito e tambm na bobina do circuito secundrio, esta ltima montada de forma a encontrar-se sob influncia direta do campo magntico gerado no circuito primrio. A mudana no fluxo magntico na bobina secundria induz uma tenso eltrica na bobina secundria.

Um transformador ideal apresentado na figura adjacente. A corrente passando atravs da bobina do circuito primrio cria um campo magntico. A bobina primria e secundria so ambas enroladas sobre um ncleo de material magntico de elevada de permeabilidade magntica, a exemplo um ncleo de ferro, de modo que a maior parte do fluxo magntico passa atravs de ambas as bobinas. Se um dispositivo eltrico conectado ao enrolamento secundrio, uma vez provido que a corrente e a tenso aplicadas ao circuito primrio tenham os sentidos indicados, a corrente e a tenso eltricas no dispositivo (usualmente denominado por "carga" do circuito) tero tambm sentidos definidos, como os indicados na figura. Na prtica os transformadores operam com tenses e correntes alternadas, de forma que as marcaes na figura representam a rigor, as relaes de fase entre os sinais no circuito primrio e secundrio visto que as tenses e correntes esto constantemente alternando seus sentidos a fim de prover um fluxo magntico varivel.

Translation Latin Alphabet.svgEste artigo ou seco est a ser traduzido. Ajude e colabore com a traduo.Tipos de transformadoresOs transformadores so classificados de acordo com vrios critrios. As classificaes de acordo com a finalidade, o tipo, o material do ncleo e o nmero de fases so algumas das mais importantes.3

Quanto finalidadeTransformadores de correnteTransformadores de potnciaTransformadores de distribuioTransformadores de foraQuanto ao tipoDois ou mais enrolamentosAutotransformadorQuanto ao material do ncleoFerromagnticoNcleo de arQuanto ao nmero de fasesMonofsicoTrifsicoPolifsicoPara se reduzir as perdas o ncleo de muitos transformadores so laminados para reduzir a induo de correntes parasitas ou de Foucault, no prprio ncleo. Em geral se utiliza ao-silcio com o intuito de se aumentar a resistividade e diminuir ainda mais essas correntes parasitas. Esses transformadores so chamados transformadores de ncleo ferromagntico. H ainda os transformadores de ncleo de ar, que possui seus enrolamentos em contato com a atmosfera.1

Transformadores tambm podem ser utilizados para o casamento de impedncias. Esse tipo de ligao consiste em modificar o valor da impedncia vista pelo lado primrio do transformador, so em geral de baixa potncia.1

Transformador de distribuioTransformadores de potnciaOs transformadores trifsicos ou de potncia so destinados a rebaixar ou elevar a tenso e consequentemente elevar ou reduzir a corrente de um circuito, de modo que no se altere a potncia do circuito.1 Esses transformadores podem ser divididos em dois grupos:

Transformador de fora - esses transformadores so utilizados para gerar, transmitir e distribuir energia em subestaes e concessionrias. Possuem potncia de 5 at 300 MVA. Quando operam em alta tenso tm at 550 kV.4Transformador de distribuio - esses transformadores so utilizados para rebaixar a tenso para ser entregue aos clientes finais das empresas de distribuio de energia. So normalmente instalados em postes ou em cmaras subterrneas. Possuem potncia de 15 a 300 kVA; o enrolamento de alta tenso tm tenso de 15, 24,2 ou 36,2 kV, j o enrolamento de baixa tenso tem 380/220 ou 220/127 V.4Autotransformadores

Um autotransformador varivelNos autotransformadores os enrolamentos primrio e secundrio esto em contato entre si. O enrolamento tem pelo menos trs sadas, onde as conexes eltricas so realizadas. Um autotransformador pode ser menor, mais leve e mais barato do que um transformador de enrolamento duplo padro. Entretanto, o autotransformador no fornece isolamento eltrico.3

Autotransformadores so muitas vezes utilizados como elevadores ou rebaixadores entre as tenses na faixa 110-117-120 volts e tenses na faixa 220-230-240 volts. Por exemplo, a sada de 110 ou 120V de uma entrada de 230V, permitindo que equipamentos a partir de 100 ou 120V possam ser usados em uma regio de 230V.

Um autotransformador varivel feito expondo-se partes das bobinas do enrolamento e fazendo a conexo secundria atravs do deslizamento de um contato, resultando em variao na relao das espiras.5 Tal dispositivo normalmente chamado pelo nome de marca Variac.

SimbologiaAlguns smbolos comumente utilizados em diagramas eltricos e eletrnicos:6

Transformer Air Core.svgTransformador com ncleo de ar.Transformer Iron Core.svgTransformador com ncleo de ferro.Transformer Centre-tap Iron Core.svgTransformador de ncleo de ferro com tomada central (tap).Autotransformer.svgAutotransformador.Transformador idealUm transformador ideal aquele em que o acoplamento entre suas bobinas perfeito, ou seja, todas concatenam, ou abraam, o mesmo fluxo, o que vale dizer que no h disperso de fluxo. Isso implica assumir a hiptese de que a permeabilidade magntica do ncleo ferromagntico alta ou, no caso ideal, infinita, e o circuito magntico fechado. Alm disso, admite-se que o transformador no possui perdas de qualquer natureza, seja nos enrolamentos, seja no ncleo.7

Transformador em vazioConsiderando, um transformador ideal, sendo o fluxo total, \phi, o mesmo em ambas as bobinas, j que se desprezam os fluxos dispersos e o ncleo tem \mu , as f.e.m.s, e_1 e e_2, induzidas nessas bobinas (adotando a conveno receptor), escrevem-se como:

v_1\ = e_1 =N_1\frac{d\phi}{dt} [V]

e

v_2\ = e_2 =N_2\frac{d\phi}{dt} [V]

Dividindo-se v_1 por v_2 chega-se relao de tenses entre primrio e secundrio:

\frac{e_1}{e_2}=\frac{v_1}{v_2}=\frac{N_1}{N_2}=a

sendo a denominada relao de espiras ou relao de transformao. Esta a primeira propriedade do transformador que a de transferir ou refletir as tenses de um lado para outro segundo uma constante a.3

Convencionando-se N_1 como a espira acoplada DDP do circuito (primrio) tem-se: para N_1>N_2 um abaixador de tenso e para N_1