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Páginas: 5 (1122 palavras) Publicado: 16 de maio de 2014
Clube da eletrônica

Eletricidade
Projeto de pequenos transformadores

Um transformador é uma máquina elétrica estática, cuja principal função é transferir energia elétrica de um
circuito para outro. Os transformadores podem ser elevadores, abaixadores ou simplesmente isoladores.
Neste material concentraremos nossos estudos no projeto de um transformador abaixador com tensão de
entradade 220V, tensão de saída 40V e corrente de saída 5A .
Para facilitar o entendimento faremos o projeto passo a passo.
Passo - 01 – Encontrar a potência de saída do transformador.
P2 = V2.I2
P2 = 40V.5A
P2 = 200W
Passo – 02 - Calcular a potência de entrada do transformador
Em um transformador ideal a potência de saída é igual a potência de entrada, porém nos modelos reais,
isso não éverdade, existem perdas no cobre e no ferro, e estas vem expressa como rendimento (η) na
placa do transformador. Assim, elevamos a potencia do primário em 10% o que nos dá um rendimento de
aproximadamente 0,9.
P1 = 1,1.P2 → Consideremos um rendimento de aproximadamente 0,9.
P1 = 1,1.200W
P1 = 220W → Potência ativa dada em watt.
Lembrando que um transformador é um circuito indutivo, ou seja, existeum fator de potência (cosφ) que
devemos prevê-lo, em geral usamos 0,9.
S1 = P1÷ cosφ
÷
φ
S1 = 220W ÷ 0,9
S1 = 242VA → Potência aparente dada em Volt-Ampère.
Passo – 03 - Calcular a seção liquida (SL) do núcleo do transformador.
Tabela com chapas padronizadas para
transformadores até 1kVA

°
2
3
4
5
6
7

a
2,3
3,0
3,5
4,0
4,8
6,0

B
1,3
1,5
1,8
2,0
2,5
3,0

c1,3
1,3
1,8
2,0
2,5
3,0

d
3,8
4,5
5,3
6,0
7,5
9,0

e
7,5
9,0
10,7
12,0
14,8
18,0

P(VA)
50
100
150
250
500
1000

A área de seção liquida do transformador pode ser calculada pela seguinte expressão:
SL = √ P1
SL = √ 220W
SL = 14,83cm² → área ocupada somente pelo ferro-silício em cm².

Projeto de transformadores – Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 10Ago2012.1

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Eletricidade

Passo – 04 - Calcular a área bruta (SB) do núcleo do transformador.
Os núcleos dos transformadores são construídos com chapas de ferro-silício (possuem boa condutividade
magnética) isoladas entre si o que minimiza as perdas no ferro por correntes parasitas. A área líquida só
leva em consideração o ferro-silício e não a isolação.
Como regra deprojeto, consideramos que a isolação aumentará em aproximadamente 20% a SL, assim
podemos calcular a seção bruta.
SB = 1,2.SL
SB = 1,2.14,83cm²
SB = 17,80cm² → área ocupada pelo ferro-silício + isolação entre as chapas em cm².
Seção líquida SL = somente ferro-silício
Seção bruta SB= ferro-silício + isolação
Passo – 05 - Calcular o número de chapas EI que irão compor o núcleo do transformador.Como calculamos a seção bruta 17,80 cm² e temos um dos lados 4,0cm (largura da chapa número 5, valor
a da tabela), podemos então calcular a profundidade.
Profundidade = SB ÷ a
Profundidade = 17,80cm² ÷ 4,0cm
Profundidade = 4,45cm
Conhecendo a profundidade e a espessura da chapa que é de 0,3556mm ou 0,3556cm, podemos calcular o
número de chapas que irão compor o núcleo.
Número de chapas =profundidade ÷ espessura da chapa
Número de chapas = 4,45cm ÷ 0,03556cm
Número de chapas = 125,13 ≈ 126 chapas
Passo – 06 - Calcular o número de espiras no primário (N1) e do secundário (N2).
O número de espiras do primário pode ser calculado pela seguinte expressão:
Onde:
N1 = número de espiras no primário
V1 = tensão do primário
B = densidade do campo magnético em gauss
f = frequênciaem Hz
SL = seção líquida do núcleo em cm²
A densidade do campo magnético depende da dopagem das chapas que irão formar o núcleo, vejamos:
B = 8000 para 2% de silício no ferro
B = 10000 para 3% de silício no ferro
B = 12000 para 4% de silício no ferro
Fazendo os cálculos teremos:
N1 = 220V.10 ÷ 4,44.10000 gauss.60Hz. 14,83cm²
N1 = 556,86 ≈ 557 espiras
8

Agora, com uma equação bastante...
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