Tranformadores.

Transformador Monofásico 1. Conceito O transformador (TR) é um equipamento que recebe energia elétrica com uma tensão e uma corrente e fornece essa energia, a menos das perdas, em outra tensão e outra corrente. A freqüência elétrica se mantém inalterada. A estrutura do TR é constituída por chapas de aço, isoladas por uma resina, justapostas e pressionadas. Envolvendo a estrutura de aço se encontram os enrolamentos do primário e do secundário, conforme mostrado na fig.1. O enrolamento do primário tem n1 espiras e o do secundário n2 espiras. O primário é ligado à rede elétrica. 2. Estudo do Transformador em vazio 2.1 Funcionamento Vamos considerar o TR ligado a uma rede de freqüência f e tensão V1. Estando ligado surge uma corrente de excitação ie, uma força magnetomotriz fmm = N1ie a qual produz um fluxo mutuo φm que percorre a estrutura de aço do TR e um fluxo de dispersão φd. Seja φ m = φ max sen ωt onde ω = 2πf . O sentido do fluxo na estrutura de aço é dado pela regra da mão direita: agarrando-se o condutor com o polegar indicando o sentido da corrente, os demais dedos indicam o sentido do fluxo. O fluxo senoidal passando pelos enrolamentos induz tensões de acordo com a lei de Faraday. No estudo, letra minúscula é valor instantâneo, letra maiúscula é fasor e o módulo do fasor é o valor eficaz. No primário é induzida a tensão e1 e no secundário a tensão e2 as quais estão em fase. A fig. 2 apresenta os sentidos da corrente de excitação, do fluxo e das tensões induzidas.
Ie
V1 V1
E1 0d

0m

E2

V2

n1 n 1 > n2

n2 Transformador abaixador sentido E1 e E2 nos enrolamentos terminais de mesma polaridade

Figura 1

Figura 2

De acordo com as leis de Lenz/Faraday, temos:

e1 = − n1

dφ m dt

onde

φ m = φ max sen ω t

[1] [2]

e1 = −n 1ωφ max cos ω t

π  e1 = n 1ωφ max sen  ω t −  2 

Pelas expressões [1] e [2] observa-se que e1 está atrasada de φm de 90º elétricos. Procedendo-se de igual modo chega-se a expressão de e2.

π 