Transformadores O transformador é um equipamento que transforma uma tensão alternada, de determinada amplitude, numa tensão alternada de menor amplitude, sem que a frequência seja alterada. Foi inventado em 1831 por Michael Faraday.
Tipos de transformadores: · Elevador: Quando o transformador recebe energia e a transfere num valor superior; · Abaixador: Quando o transformador recebe energia e a transfere num valor inferior.
Funcionamento de um transformador ideal De um modo geral podemos dizer que o transformador ideal é aquele que não tem perdas, ou seja, aquele cuja potência do secundário, P2 = U2 . I2 , é igual à potência do primário, P1 = U1 . I1. A relação básica num transformador é dada por: U1 U2
=
N1 N2
Relativamente à corrente, teremos:
João Dias ATEC – Academia de Formação
),&+$ 35ò7,&$ GH (/(75ù1,&$
Símbolos:
l1 l2
Princípio de funcionamento: O transformador funciona segundo os princípios do eletromagnetismo, assentando estes em duas Leis: · Lei de Faraday-Neumann-Lenz; · Lei de Lenz.
Estrutura: Um transformador monofásico é constituído por: 1. Enrolamento: é constituído por bobines de fio normalmente de cobre eletrolítico, isolado por um verniz. Geralmente temos dois enrolamentos, designados de primário e secundário. No caso de termos três enrolamentos, o terceiro designa-se de terciário. O enrolamento com maior número de espiras é o de Alta Tensão (AT), e o com menor número de espiras é o enrolamento de Baixa Tensão (BT). O enrolamento de Alta Tensão pode ser tanto o primário como o secundário, conforme se trate, respetivamente de um transformador abaixador ou elevador.
N2 N1
=
onde, U1: Tensão no primário, U2: Tensão no secundário, N1: Número de espiras do primário, N2: Número de espiras no secundário, I1: Corrente no primário, I2: Corrente no secundário.
UREËWLFD
A razão de transformação é definida pela seguinte expressão:
2. Núcleo: é constituído por um material ferromagnético e o responsável por transferir a corrente induzida no enrolamento primário para o enrolamento secundário.
m=
· ·
N1 N2
Se m>1, o transformador é abaixador Se m<1, o mesmo é elevador
O transformador é um conversor de energia elétrica, de alta eficiência (podendo ultrapassar 99% de rendimento), que altera tensões e correntes e isola circuitos. Exercício: Considere um transformador de 230/24 V, com 300 espiras no enrolamento secundário. a) Indique as tensões no primário e do secundário? U1: Tensão no primário = 230 V U2: Tensão no secundário = 24 V b) Calcule o número de espiras no primário?
l2
l1
U1
N1
N2
U1 U2 U2
230 N1 = 24 300
Núcleo Ferromagnético
Enrolamento secundário
N1 N2
230 * 300 = 24 * N1
então temos: Enrolamento primário
=
N1 = 2875 espiras.
69 000 = N1 24