Impedância do Transformador

Definição de Reatância de Fuga

Em um transformador, nem todo o fluxo liga tanto as bobinas primária quanto secundária. Parte do fluxo liga apenas uma das bobinas, chamado de fluxo de fuga. Este fluxo de fuga causa reatância própria na bobina afetada.

Esta reatância própria também é conhecida como reatância de fuga. Quando combinada com a resistência do transformador, forma a impedância. Esta impedância causa quedas de tensão tanto nas bobinas primária quanto secundária.

Resistência do Transformador

As bobinas primária e secundária de um transformador de energia elétrica geralmente são feitas de cobre, que é um bom condutor de corrente, mas não um supercondutor. Supercondutores não estão práticamente disponíveis. Portanto, essas bobinas têm alguma resistência, conhecida coletivamente como a resistência do transformador.

Impedância do Transformador

Como dissemos, ambas as bobinas primária e secundária terão resistência e reatância de fuga. Essa resistência e reatância estarão em combinação, que nada mais é do que a impedância do transformador. Se R1 e R2 e X1 e X2 forem respectivamente a resistência e a reatância de fuga primária e secundária do transformador, então Z1 e Z2, a impedância das bobinas primária e secundária, serão respectivamente,

A impedância do transformador desempenha um papel vital durante a operação paralela do transformador

Fluxo de Fuga no Transformador

Em um transformador ideal, todo o fluxo ligaria tanto as bobinas primária quanto secundária. No entanto, na realidade, nem todo o fluxo liga com ambas as bobinas. A maior parte do fluxo passa pelo núcleo do transformador, mas parte do fluxo liga apenas com uma das bobinas. Isso é chamado de fluxo de fuga, que passa pela isolação da bobina e pelo óleo do transformador, em vez de pelo núcleo.

O fluxo de fuga causa reatância de fuga tanto nas bobinas primária quanto secundária, conhecida como fuga magnética.

Quedas de tensão nas bobinas ocorrem devido à impedância do transformador. A impedância é a combinação da resistência e da reatância de fuga do transformador. Se aplicarmos uma tensão V1 na primária do transformador, haverá um componente I1X1 para equilibrar a força eletromotriz induzida na primária devido à reatância de fuga primária. (Aqui, X1 é a reatância de fuga primária). Agora, se considerarmos também a queda de tensão devida à resistência primária do transformador, a equação de tensão do transformador pode ser facilmente escrita como,

De maneira semelhante, para a reatância de fuga secundária, a equação de tensão do lado secundário é,

Na figura acima, as bobinas primária e secundária são mostradas em pernas separadas, e essa configuração poderia resultar em um grande fluxo de fuga no transformador, pois há muito espaço para fuga. 

A fuga nas bobinas primária e secundária poderia ser eliminada se as bobinas pudessem ocupar o mesmo espaço. Isso, é claro, é fisicamente impossível, mas, colocando a secundária e a primária de maneira concêntrica, pode resolver o problema em grande medida.