O que é a Razão de Transformação?

O que é a Razão de Transformação?

A razão de transformação do transformador refere-se à relação proporcional entre o número de espiras da bobina primária e secundária do transformador, que determina a capacidade de conversão de tensão do transformador. A razão de transformação é uma das características mais básicas de um transformador e é usada para descrever como o transformador altera a tensão de entrada para a tensão de saída.

Definição

A razão de transformação do transformador é definida como a razão entre o número de espiras na bobina primária N1 e o número de espiras na bobina secundária N2:

A razão de transformação também pode ser expressa em termos de tensão, ou seja, a razão entre a tensão primária V1 e a tensão secundária V2:

Tipo

Transformador elevador: quando N1<N2, a razão de transformação n<1, a tensão primária é menor que a tensão secundária, ou seja, V1<V2.

Transformador rebaixador: quando N1>N2, a razão de transformação n>1, a tensão primária é maior que a tensão secundária, ou seja, V1>V2

Transformador de isolamento: quando N1=N2, a razão de transformação n=1, a tensão primária é igual à tensão secundária, ou seja V1 é igual a V2.

Princípio de funcionamento

O princípio de funcionamento dos transformadores baseia-se na lei da indução eletromagnética. Quando uma corrente alternada passa pela bobina primária, cria um campo magnético alternado ao redor da bobina. Este campo magnético passa pela bobina secundária e induz uma força eletromotriz (FEM) na bobina secundária de acordo com a lei de Faraday da indução eletromagnética. O tamanho da força eletromotriz induzida é proporcional ao número de espiras na bobina, portanto:

Relação de corrente

Além das mudanças de tensão, os transformadores também alteram a corrente. De acordo com a lei da indução eletromagnética, a corrente primária I1 e a corrente secundária I2

A relação entre elas segue as seguintes regras:

Isso significa que se o transformador for um transformador elevador, a corrente secundária será reduzida; Se for um transformador rebaixador, a corrente secundária aumentará.

Relação de potência

Idealmente, a potência de entrada do transformador é igual à potência de saída (ignorando as perdas) :

Cenário de aplicação

A razão de transformação do transformador tem uma ampla gama de cenários de aplicação, incluindo, mas não se limitando a:

•  Transmissão de energia: No processo de transmissão de energia, transformadores elevadores são usados para aumentar a tensão a fim de reduzir a perda de energia nas linhas de transmissão; transformadores rebaixadores são usados para converter a eletricidade de alta tensão no final do usuário para eletricidade de baixa tensão adequada para uso doméstico e industrial.

• Distribuição de energia: Em um sistema de distribuição de energia, transformadores são usados para converter a tensão de uma rede de alta tensão em uma tensão adequada para uso na rede local.

• Aplicações industriais: Em uma variedade de equipamentos industriais, transformadores são usados para converter a tensão da rede em uma tensão adequada para a operação de um equipamento específico.

• Laboratório e pesquisa: Em laboratórios, transformadores são usados para gerar tensões ou correntes específicas para atender às necessidades experimentais.

Projeto e seleção

Ao projetar e selecionar um transformador, os seguintes fatores precisam ser considerados:

• Requisitos de carga: Selecione a razão de transformação apropriada de acordo com os requisitos específicos da carga para garantir que a tensão de saída atenda aos requisitos da carga.

• Nível de tensão: Selecione o transformador correspondente de acordo com o nível de tensão do sistema de energia.

• Capacidade: Selecione a capacidade do transformador de acordo com os requisitos máximos de potência da carga.

• Eficiência: Escolha um transformador eficiente para reduzir a perda de energia.

• Confiabilidade: Selecione transformadores de alta qualidade para garantir a operação estável a longo prazo.