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 Im e a corrente de trabalho Iw. 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:
