Transformadores

O transformador é um conversor de energia eletromagnética, cuja operação pode ser explicada em termos do comportamento de um circuito magnético excitado por uma corrente alternada. Consiste de duas ou mais bobinas de múltiplas espiras enroladas no mesmo núcleo magnético, isoladas deste.
Uma tensão variável aplicada à bobina de entrada (primário) provoca o fluxo de uma corrente variável, criando assim um fluxo magnético variável no núcleo. Devido a este é induzida uma tensão na bobina de saída (ou secundário). Não existe conexão elétrica entre a entrada e a saída do transformador.
VIII.1 Transformador Ideal
Um transformador ideal, como apresentado na figura abaixo, deve respeitar as seguintes premissas: 1. Todo o fluxo deve estar confinado ao núcleo e enlaçar os dois enrolamentos;
2. As resistências dos enrolamentos devem ser desprezíveis;
3. As perdas no núcleo devem ser desprezíveis;
4. A permeabilidade do núcleo deve ser tão alta que uma quantidade desprezível de fmm é necessária para estabelecer o fluxo.
N1 N2
Figura 1 – Transformador Ideal
Normalmente em um transformador real os dois enrolamentos são colocados juntos, abraçando o mesmo fluxo. Para maior clareza, representa-se na figura acima os enrolamentos primários e secundários separados, embora o fluxo seja o mesmo para ambos.
O fluxo f que enlaça os enrolamentos induz uma Força Eletromotriz (FEM) nestes (e1 e e2 da figura 1). Supondo que o fluxo varie senoidalmente, senwt m f =f e sabendo que o valor eficaz de uma tensão induzida é dada por
2
Nw
E m ef f
= , tem-se:
N w wt E wt m cos 2 cos dt d e N 1 1 1 1 = = f = f N w wt E wt m cos 2 cos dt d e N 2 2 2 2 = = f = f Onde E1 e E2 são os valores eficazes das tensões induzidas e1 e e2. Dividindo-se as equações tem-se: e e
E
E
N
N
2
1
2
1
2
1
= =
Eletrotécnica Geral – VIII. Transformadores
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Ou seja, as tensões estão entre si na relação direta do número das espiras dos