Transformador: O que é?
O que é um Transformador?
Um transformador é definido como um dispositivo elétrico passivo que transfere energia elétrica de um circuito para outro através do processo de indução eletromagnética. É mais comumente usado para aumentar (‘step up’) ou diminuir (‘step down’) os níveis de tensão entre circuitos.
Princípio de Funcionamento do Transformador
O princípio de funcionamento do transformador é muito simples. A indução mútua entre duas ou mais bobinas permite a transferência de energia elétrica entre circuitos. Este princípio é explicado em detalhes abaixo.
Teoria do Transformador
Suponha que você tenha uma bobina (também conhecida como espira) que é alimentada por uma fonte elétrica alternada. A corrente alternada através da bobina produz um fluxo contínuo e alternante que circunda a bobina.
Se outra bobina for aproximada dessa bobina, uma parte desse fluxo alternante se ligará à segunda bobina. Como esse fluxo está continuamente mudando em sua amplitude e direção, deve haver uma ligação de fluxo variável na segunda bobina ou espira.
De acordo com a lei de Faraday da indução eletromagnética, haverá uma FEM induzida na segunda bobina. Se o circuito desta bobina secundária estiver fechado, então uma corrente fluirá através dela. Este é o princípio básico de funcionamento do transformador.
Vamos usar símbolos elétricos para ajudar a visualizar isso. A bobina que recebe energia elétrica da fonte é conhecida como ‘bobina primária’. No diagrama abaixo, esta é a ‘Primeira Bobina’.
A bobina que fornece a tensão de saída desejada devido à indução mútua é comumente conhecida como ‘bobina secundária’. Esta é a ‘Segunda Bobina’ no diagrama acima.
Um transformador que aumenta a tensão entre as bobinas primária e secundária é definido como um transformador step-up. Por outro lado, um transformador que diminui a tensão entre as bobinas primária e secundária é definido como um transformador step-down.
Se o transformador aumenta ou diminui o nível de tensão depende do número relativo de espiras entre o lado primário e secundário do transformador.
Se houver mais espiras na bobina primária do que na secundária, a tensão diminuirá (step down).
Se houver menos espiras na bobina primária do que na secundária, a tensão aumentará (step up).
Embora o diagrama do transformador acima seja teoricamente possível em um transformador ideal – não é muito prático. Isso ocorre porque, no ar livre, apenas uma pequena porção do fluxo produzido pela primeira bobina se ligará à segunda bobina. Portanto, a corrente que flui pelo circuito fechado conectado à bobina secundária será extremamente pequena (e difícil de medir).
A taxa de variação da ligação de fluxo depende da quantidade de fluxo ligado à segunda bobina. Portanto, idealmente, quase todo o fluxo da bobina primária deve se ligar à bobina secundária. Isso é feito efetivamente e eficientemente usando um transformador de núcleo. Isso fornece um caminho de baixa relutância comum a ambas as bobinas.
A finalidade do núcleo do transformador é fornecer um caminho de baixa relutância, através do qual a maior quantidade de fluxo produzido pela bobina primária passa e se liga à bobina secundária.
A corrente que inicialmente passa pelo transformador quando ele é ligado é conhecida como corrente de inrush do transformador.
Se você preferir uma explicação animada, abaixo está um vídeo explicando exatamente como funciona um transformador:
Partes e Construção do Transformador
As três principais partes de um transformador:
Bobina Primária do Transformador
Núcleo Magnético do Transformador
Bobina Secundária do Transformador
Bobina Primária do Transformador
Que produz fluxo magnético quando está conectada a uma fonte elétrica.
Núcleo Magnético do Transformador
O fluxo magnético produzido pela bobina primária, que passará por este caminho de baixa relutância ligado à bobina secundária e criará um circuito magnético fechado.
Bobina Secundária do Transformador
O fluxo, produzido pela bobina primária, passa pelo núcleo, se liga à bobina secundária. Esta bobina também está enrolada no mesmo núcleo e fornece a saída desejada do transformador.
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