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Transformador

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  • 1. 23/06/13 Transformador – Wikipédia, a enciclopédia livrept.wikipedia.org/wiki/Transformador 1/6TransformadorTransformador trifásicoTransformadorOrigem: Wikipédia, a enciclopédia livre.Um transformador ou trafo é um dispositivo destinado atransmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito aoutro, transformando tensões, correntes e ou de modificar osvalores das impedâncias elétricas de um circuito elétrico.Inventado em 1831 por Michael Faraday, os transformadoressão dispositivos que funcionam através da indução de correntede acordo com os princípios do eletromagnetismo, ou seja, elefunciona baseado nos princípios eletromagnéticos da Lei deFaraday-Neumann-Lenz e da Lei de Lenz, onde se afirma queé possível criar uma corrente elétrica em um circuito uma vezque esse seja submetido a um campo magnético variável, e é pornecessitar dessa variação no fluxo magnético que ostransformadores só funcionam em corrente alternada.Índice1 Estrutura2 Princípios básicos3 Tipos de transformadores3.1 Transformadores de potência3.2 Autotransformadores4 Simbologia5 Transformador ideal5.1 Transformador em vazio6 Referências7 Ver também8 Ligações externasEstruturaUm transformador é formado basicamente de:Enrolamento - O enrolamento de um transformador é formado de varias bobinas que em geral são feitas decobre eletrolítico e recebem uma camada de verniz sintético como isolante.Núcleo - esse em geral é feito de um material ferro-magnético e o responsável por transferir a corrente induzidano enrolamento primário para o enrolamento secundário.Esses dois componentes do transformador são conhecidos como parte ativa, os demais componentes dotransformador fazem parte dos acessórios complementares.121
  • 2. 23/06/13 Transformador – Wikipédia, a enciclopédia livrept.wikipedia.org/wiki/Transformador 2/6Um transformador ideal. A corrente secundária surge para aação secundária EMF na impedância de carga (nãomostrado).No caso dos transformadores de dois enrolamentos, é comum se denominá-los como enrolamento primário esecundário, existem transformadores de três enrolamentos sendo que o terceiro é chamado de terciário. Hátambém os transformadores que possuem apenas um enrolamento, ou seja, o enrolamento primário possui umconexão com o enrolamento secundário, de modo que não há isolação entre eles, esses transformadores sãochamados de autotransformadores.Um transformador trifásico consta internamente de 3 transformadores que podem ser ligados de diferentesmodos. Ligando os enrolamentos primarios em triangulo e os enrolamentos secundários em estrela, ficamoscom um conjunto em que o primário recebe corrente trifásica e no secundário temos tres fases e neutro (sendoo neutro o centro da estrela). Temos assim desta forma tensões simples e tensões compostas. No caso dadistribuição de energia eléctrica temos 400 volt entre fases, temos 3 situações dessas (entre as fases R e S ; S eT ; R e T) e temos 230 volt entre qualquer uma das fases e o neutro.Princípios básicosO transformador é baseado em dois princípios:o primeiro, descrito via lei de Biot-Savart,afirma que corrente elétrica produz campomagnético (eletromagnetismo); o segundo,descrito via lei da indução de Faraday, implicaque um campo magnético variável no interior deuma bobina ou enrolamento de fio induz umatensão elétrica nas extremidades desseenrolamento (indução eletromagnética). Atensão induzida é diretamente proporcional àtaxa temporal de variação do fluxo magnéticono circuito. A alteração na corrente presente nabobina do circuito primário altera o fluxomagnético nesse circuito e também na bobinado circuito secundário, esta última montada deforma a encontrar-se sob influência direta docampo magnético gerado no circuito primário.A mudança no fluxo magnético na bobinasecundária induz uma tensão elétrica na boninasecundária.Um transformador ideal é apresentado na figura adjacente. A corrente passando através da bobina do circuitoprimário cria um campo magnético. A bobina primária e secundária são ambas enroladas sobre um núcleo dematerial magnético de elevada de permeabilidade magnética, a exemplo um núcleo de ferro, de modo que amaior parte do fluxo magnético passa através de ambas as bobinas. Se um dispositivo elétrico é conectado aoenrolamento secundário, uma vez provido que a corrente e a tensão aplicadas ao circuito primário tenham ossentidos indicados, a corrente e a tensão elétricas no dispositivo (usualmente denominado por "carga" docircuito) terão também sentidos definidos, como os indicados na figura. Na prática os transformadores operamcom tensões e correntes alternadas, de forma que as marcações na figura representam a rigor, as relações defase entre os sinais no circuito primário e secundário visto que as tensões e correntes estão constantementealternando seus sentidos a fim de prover um fluxo magnético variável.Tipos de transformadores3
  • 3. 23/06/13 Transformador – Wikipédia, a enciclopédia livrept.wikipedia.org/wiki/Transformador 3/6Transformador de distribuiçãoOs transformadores são classificados de acordo com vários critérios. As classificações de acordo com afinalidade, o tipo, o material do núcleo e o número de fases são algumas das mais importantes.Quanto a finalidadeTransformadores de correnteTransformadores de potênciaTransformadores de distribuiçãoTransformadores de forçaQuanto ao tipoDois ou mais enrolamentosAutotransformadorQuanto ao material do núcleoFerromagnéticoNúcleo de arQuanto ao número de fasesMonofásicoTrifásicoPolifásicoPara se reduzir as perdas o núcleo de muitos transformadores são laminados para reduzir a indução decorrentes parasitas ou de Foucault, no próprio núcleo. Em geral se utiliza aço-silício com o intuito de seaumentar a resistividade e diminuir ainda mais essas correntes parasitas. Esses transformadores são chamadostransformadores de núcleo ferromagnético. Há ainda os transformadores de núcleo de ar, que possui seusenrolamentos em contato com a atmosfera.Transformadores também podem ser utilizados para o casamento de impedâncias. Esse tipo de ligação consisteem modificar o valor da impedância vista pelo lado primário do transformador, são em geral de baixa potência.Transformadores de potênciaOs transformadores trifásicos ou de potência são destinadosa rebaixar ou elevar a tensão e consequentemente elevar oureduzir a corrente de um circuito, de modo que não se alterea potência do circuito. Esses transformadores podem serdivididos em dois grupos:Transformador de força - esses transformadores sãoutilizados para gerar, transmitir e distribuir energia emsubestações e concessionárias. Possuem potência de 5até 300 MVA. Quando operam em alta tensão têmaté 550 kV.Transformador de distribuição - esses transformadores são utilizados para rebaixar a tensão para serentregue aos clientes finais das empresas de distribuição de energia. São normalmente instalados empostes ou em câmaras subterrâneas. Possuem potência de 30 a 300 kVA; em alta tensão têm tensão de311144
  • 4. 23/06/13 Transformador – Wikipédia, a enciclopédia livrept.wikipedia.org/wiki/Transformador 4/6Um autotransformador variável15 ou 24,2 kV, já o transformador de baixa tensão tem 380/220 ou 220/127 V.AutotransformadoresNos autotransformadores os enrolamentos primário e secundário estão emcontato entre si. O enrolamento tem pelo menos três saídas, onde asconexões elétricas são realizadas. Um autotransformador pode ser menor,mais leve e mais barato do que um transformador de enrolamento duplopadrão. Entretanto, o autotransformador não fornece isolamento elétrico.Autotransformadores são muitas vezes utilizados como elevadores ourebaixadores entre as tensões na faixa 110-117-120 volts e tensões na faixa220-230-240 volts. Por exemplo, a saída de 110 ou 120V de uma entradade 230V, permitindo que equipamentos a partir de 100 ou 120V possamser usados em uma região de 230V.Um autotransformador variável é feito expondo-se partes das bobinas doenrolamento e fazendo a conexão secundária através do deslizamento de um contato, resultando em variação narelação das espiras. Tal dispositivo é normalmente chamado pelo nome de marca Variac.SimbologiaAlguns símbolos comumente utilizados em diagramas elétricos e eletrônicos:Transformador com núcleo de ar.Transformador com núcleo de ferro.Transformador de núcleo de ferro com blindagem eletrostática, que protege contra acoplamentoeletrostático entre os enrolamentos.Autotransformador.Transformador idealUm transformador ideal é aquele em que o acoplamento entre suas bobinas é perfeito, ou seja, todasconcatenam, ou “abraçam”, o mesmo fluxo, o que vale dizer que não há dispersão de fluxo. Isso implicaassumir a hipótese de que a permeabilidade magnética do núcleo ferromagnético é alta ou, no caso ideal,infinita, e o circuito magnético é fechado. Além disso, admite-se que o transformador não possui perdas dequalquer natureza, seja nos enrolamentos, seja no núcleo.Transformador em vazio43567
  • 5. 23/06/13 Transformador – Wikipédia, a enciclopédia livrept.wikipedia.org/wiki/Transformador 5/6Considerando, um transformador ideal, sendo o fluxo total, , o mesmo em ambas as bobinas, já que sedesprezam os fluxos dispersos e o núcleo tem → ∞, as f.e.m.’s, e , induzidas nessas bobinas (adotandoa convenção receptor), escrevem-se como:eDividindo-se por chega-se à relação de tensões entre primário e secundário:sendo a denominada relação de espiras ou relação de transformação. Esta é a primeira propriedade dotransformador que é a de transferir ou refletir as tensões de um lado para outro segundo uma constante a.Convencionando-se como a espira acoplada à DDP do circuito (primário) tem-se: para umabaixador de tensão e para um elevador de tensãoReferências1. ↑ Transformadores (http://www.webcitation.org/64XvBGiy7) (em português). infoescola.com.Arquivado do original (http://www.infoescola.com/eletricidade/transformadores/) em 8 de janeiro de 2012.Página visitada em 8 de janeiro de 2012.2. ↑ Michel Faraday (http://www.webcitation.org/64Xv3pTtQ) (em português). infopedia.pt. Arquivado dooriginal (http://www.infopedia.pt/$michael-faraday) em 8 de janeiro de 2012. Página visitada em 8 de janeiro de2012.3. ↑ Transformadores (http://www.webcitation.org/64XeIPMo9) (pdf) (em português). claitonfranchi.com.Arquivado do original (http://www.claitonfranchi.com/administra/upload/2/TRANSFORMADORES.pdf) em 8de janeiro de 2012. Página visitada em 8 de janeiro de 2012.4. ↑ Apostila - transformadores (http://www.webcitation.org/64YFTYjpm) (pdf) (em português). ebah.com.br.Arquivado do original (http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAS-cAC/apostila-transformadores) em 8 dejaneiro de 2012. Página visitada em 9 de janeiro de 2012.5. ↑ BAKSHI, M. V.; Bakshi, U. A. Electrical Machines - I (em inglês). [S.l.: s.n.]. p. 330. ISBN 81843100996. ↑ SÍMBOLOS DE TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS (http://www.webcitation.org/64YGAn5ei) (emespanhol). asifunciona.com. Arquivado do original(http://www.asifunciona.com/tablas/transformadores/simb_transf.htm) em 8 de janeiro de 2012. Página visitadaem 9 de janeiro de 2012.7. ↑ Transformador ideal (http://www.webcitation.org/64YJX2B6l) (em português). dsee.fee.unicamp.br.Arquivado do original (http://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node58.html) em 9 de janeiro de 2012.Página visitada em 9 de janeiro de 2012.Ver tambémAutotransformadorTransformador de correnteCapacitorIndutor3a b c d ea b c da b