Resistência e Reatância de Fuga ou Impedância do Transformador

Reatância de Fuga do Transformador

Nem todo o fluxo no transformador será capaz de se ligar tanto aos enrolamentos primário quanto secundário. Uma pequena porção do fluxo se ligará a um dos enrolamentos, mas não a ambos. Esta porção de fluxo é chamada de fluxo de fuga. Devido a este fluxo de fuga no transformador, haverá uma reatância própria no enrolamento em questão.

Esta reatância própria do transformador é alternativamente conhecida como reatância de fuga do transformador. Esta reatância associada à resistência do transformador é a impedância. Devido a esta impedância do transformador, haverá quedas de tensão tanto nos enrolamentos primário quanto secundário.

Resistência do Transformador

Geralmente, os enrolamentos primário e secundário de um transformador de energia elétrica são feitos de cobre. O cobre é um excelente condutor de corrente, mas não é um supercondutor. Na verdade, supercondutor e supercondutividade são conceituais e, na prática, não estão disponíveis. Portanto, ambos os enrolamentos terão alguma resistência. Esta resistência interna de ambos os enrolamentos primário e secundário é coletivamente conhecida como resistência do transformador.

Impedância do Transformador

Como dissemos, os enrolamentos primário e secundário 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 são respectivamente a resistência e a reatância de fuga primária e secundária do transformador, então Z1 e Z2 são respectivamente a impedância dos enrolamentos primário e secundário,

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

Fluxo de Fuga no Transformador

No transformador ideal, todo o fluxo se ligará tanto ao enrolamento primário quanto ao secundário, mas na realidade, é impossível ligar todo o fluxo no transformador com ambos os enrolamentos. Embora a maior parte do fluxo se ligue a ambos os enrolamentos através do núcleo do transformador, ainda haverá uma pequena quantidade de fluxo que se ligará a um dos enrolamentos, mas não a ambos. Este fluxo é chamado de fluxo de fuga, que passará através da isolante do enrolamento e do óleo isolante do transformador, em vez de passar pelo núcleo. Devido a este fluxo de fuga no transformador, ambos os enrolamentos primário e secundário têm reatância de fuga. A reatância do transformador é nada mais do que a reatância de fuga do transformador. Este fenômeno no transformador é conhecido como vazamento magnético.

As quedas de tensão nos enrolamentos ocorrem devido à impedância do transformador. A impedância é a combinação de resistência e reatância de fuga do transformador. Se aplicarmos tensão V1 no primário do transformador, haverá um componente I1X1 para equilibrar a força eletromotriz auto-induzida devido à reatância de fuga primária. (Aqui, X1 é a reatância de fuga primária). Agora, se também considerarmos a queda de tensão devida à resistência primária do transformador, a equação de tensão de um 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, os enrolamentos primário e secundário são mostrados em braços separados, e essa disposição pode resultar em um grande fluxo de fuga no transformador, pois há muito espaço para vazamento. O vazamento nos enrolamentos primário e secundário poderia ser eliminado se os enrolamentos pudessem ocupar o mesmo espaço. Isso, claro, é fisicamente impossível, mas, colocando o secundário e o primário de forma concêntrica, o problema pode ser resolvido em grande medida.

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