Circuito Equivalente de um Transformador

O diagrama do circuito equivalente de qualquer dispositivo pode ser extremamente útil para prever como o dispositivo se comportará sob diferentes condições de operação. É essencialmente uma representação baseada em circuitos das equações que descrevem o desempenho do dispositivo.

O circuito equivalente simplificado de um transformador é construído representando todos os parâmetros do transformador no lado secundário ou no lado primário. O diagrama do circuito equivalente do transformador é apresentado abaixo:

Considere o circuito equivalente de um transformador, com uma relação de transformação K = E₂/E₁. A força eletromotriz induzida E₁ é equivalente à tensão aplicada primária V₁ menos a queda de tensão primária. Esta tensão gera a corrente sem carga I₀ na bobina primária do transformador. Como o valor da corrente sem carga é extremamente pequeno, ele é frequentemente negligenciado em muitas análises. Consequentemente,  I1≈I1′. A corrente sem carga I₀ pode ser decomposta em duas componentes: a corrente de magnetização I_m e a corrente de trabalho I_w. Estas duas componentes da corrente sem carga são resultado da corrente consumida por uma resistência não indutiva R₀ e uma reatância pura X₀, através das quais a tensão é E₁ (ou equivalentemente, V1−queda de tensão primária).

A tensão terminal V₂ sobre a carga é igual à força eletromotriz induzida E₂ na bobina secundária menos a queda de tensão na bobina secundária.

Circuito Equivalente com Todas as Quantidades Referidas ao Lado Primário

Neste cenário, para construir o circuito equivalente do transformador, todos os parâmetros precisam ser referidos ao lado primário, conforme ilustrado na figura abaixo:

Os valores de resistência e reatância são dados abaixo

A resistência secundária referida ao lado primário é dada como:

A resistência equivalente referida ao lado primário é dada como:

A reatância secundária referida ao lado primário é dada como:

A reatância equivalente referida ao lado primário é dada como:

Circuito Equivalente com Todas as Quantidades Referidas ao Lado Secundário

O seguinte é o diagrama do circuito equivalente do transformador quando todos os parâmetros são referidos ao lado secundário.

Os valores de resistência e reatância são dados abaixo

A resistência primária referida ao lado secundário é dada como

A resistência equivalente referida ao lado secundário é dada como

A reatância primária referida ao lado secundário é dada como

A reatância equivalente referida ao lado secundário é dada como

Circuito Equivalente Simplificado do Transformador

Como a corrente sem carga I₀ geralmente representa apenas 3 a 5% da corrente nominal de plena carga, o ramo paralelo composto pela resistência R₀ e a reatância X₀ pode ser omitido sem introduzir erros significativos na análise do comportamento do transformador sob condições de carga.

Uma simplificação adicional do circuito equivalente do transformador é alcançada ao negligenciar este ramo paralelo R₀-X₀ . O diagrama do circuito simplificado do transformador é o seguinte: