Como funcionam os transformadores de corrente e os transformadores de tensão?
1. Transformador de Corrente (TC)
Princípio de Funcionamento
O princípio básico de um transformador de corrente (TC) é a indução eletromagnética. Ele converte uma corrente primária grande em uma corrente secundária menor através de um núcleo de ferro fechado, tornando-o adequado para medição e proteção.
Enrolamento Primário: O enrolamento primário geralmente tem muito poucas espiras, às vezes apenas uma, e está conectado em série diretamente com o circuito sendo medido.
Núcleo: O núcleo é fechado para concentrar o campo magnético.
Enrolamento Secundário: O enrolamento secundário tem muitas mais espiras e geralmente está conectado a instrumentos de medição ou dispositivos de proteção.
Relação Matemática
N1=I2⋅N2
Onde:
I1 é a corrente primária
I2 é a corrente secundária
N1 é o número de espiras no enrolamento primário
N2 é o número de espiras no enrolamento secundário
Características
Alta Precisão: Os TCs fornecem medições de corrente de alta precisão.
Isolamento: Os TCs isolam o circuito de alta tensão dos instrumentos de medição, aumentando a segurança.
Características de Saturação: Os TCs podem saturar sob condições de sobrecarga, levando a erros de medição.
2. Transformador de Tensão (TT) ou Transformador de Voltagem (TV)
Princípio de Funcionamento
O princípio básico de um transformador de tensão (TT) ou transformador de voltagem (TV) também é a indução eletromagnética. Ele converte uma tensão primária alta em uma tensão secundária menor através de um núcleo de ferro fechado, tornando-o adequado para medição e proteção.
Enrolamento Primário: O enrolamento primário tem muitas espiras e está conectado em paralelo diretamente com o circuito sendo medido.
Núcleo: O núcleo é fechado para concentrar o campo magnético.
Enrolamento Secundário: O enrolamento secundário tem menos espiras e geralmente está conectado a instrumentos de medição ou dispositivos de proteção.
Relação Matemática
V2/V1=N2/N1
Onde:
V1 é a tensão primária
V2 é a tensão secundária
N1 é o número de espiras no enrolamento primário
N2 é o número de espiras no enrolamento secundário
Características
Alta Precisão: Os TTs fornecem medições de tensão de alta precisão.
Isolamento: Os TTs isolam o circuito de alta tensão dos instrumentos de medição, aumentando a segurança.
Características de Carga: A precisão dos TTs pode ser afetada por mudanças na carga secundária, portanto, é importante selecionar a carga apropriada.
Explicação Detalhada
Transformador de Corrente (TC)
Estrutura
Enrolamento Primário: Geralmente uma espira ou poucas espiras, conectado em série diretamente com o circuito sendo medido.
Núcleo: Núcleo de ferro fechado para concentrar o campo magnético.
Enrolamento Secundário: Muitas espiras, conectado a instrumentos de medição ou dispositivos de proteção.
Processo de Funcionamento
Quando a corrente primária flui pelo enrolamento primário, gera um campo magnético no núcleo.
Este campo magnético induz uma corrente no enrolamento secundário.
A corrente secundária é proporcional à corrente primária, com a razão determinada pela razão de espiras.
Aplicações
Medição: Usado com amperímetros, wattímetros, etc., para medição de corrente.
Proteção: Usado com dispositivos de proteção de relé, como proteção contra sobrecorrente e proteção diferencial.
Transformador de Tensão (TT)
Estrutura
Enrolamento Primário: Muitas espiras, conectado em paralelo diretamente com o circuito sendo medido.
Núcleo: Núcleo de ferro fechado para concentrar o campo magnético.
Enrolamento Secundário: Menos espiras, conectado a instrumentos de medição ou dispositivos de proteção.
Processo de Funcionamento
Quando a tensão primária é aplicada ao enrolamento primário, gera um campo magnético no núcleo.
Este campo magnético induz uma tensão no enrolamento secundário.
A tensão secundária é proporcional à tensão primária, com a razão determinada pela razão de espiras.
Aplicações
Medição: Usado com voltímetros, wattímetros, etc., para medição de tensão.
Proteção: Usado com dispositivos de proteção de relé, como proteção contra sobretensão e proteção de tensão de sequência zero.
Precauções
Compatibilidade de Carga: A carga secundária dos TCs e TTs deve corresponder à carga nominal dos transformadores para garantir a precisão da medição.
Curto-Circuito e Circuito Aberto: O lado secundário de um TC não deve ser aberto, pois isso pode gerar altas tensões; o lado secundário de um TT não deve ser curto-circuitado, pois isso pode gerar grandes correntes.
Medidas de Proteção: Devem ser tomadas medidas de proteção apropriadas, como fusíveis e protetores contra surtos, ao usar transformadores para prevenir sobrecargas e falhas.
Ao entender os princípios de funcionamento e os papéis dos transformadores de corrente e tensão, pode-se apreciar sua importância nos sistemas elétricos. Espero que esta informação seja útil! Se tiver alguma pergunta específica ou precisar de mais explicações, sinta-se à vontade para perguntar.
