Transformador em Condição Sem Carga

Operação sem Carga do Transformador

Quando um transformador opera em condições de carga zero, sua bobina secundária está em circuito aberto, eliminando a carga no lado secundário e resultando em corrente secundária zero. A bobina primária carrega uma pequena corrente de carga zero I0, compreendendo 2 a 10% da corrente nominal. Esta corrente fornece perdas de ferro (perdas de histerese e de correntes parasitas) no núcleo e perdas mínimas de cobre na bobina primária.

O ângulo de defasagem de I0 é determinado pelas perdas do transformador, com o fator de potência permanecendo muito baixo - variando de 0,1 a 0,15.

Componentes da Corrente de Carga Zero e Diagrama Fásor
Componentes da Corrente de Carga Zero

A corrente de carga zero I₀ compreende dois componentes:

• Componente Reativo (Magnetizante) Im

• Em quadratura com a tensão aplicada V₁

• Gera fluxo de núcleo sem consumo de energia

• Componente Ativo (Potência) I_w

• Em fase com V₁

• Fornece perdas de ferro e perdas menores de cobre na bobina primária

Etapas de Construção do Diagrama Fásor

• O componente magnetizante I_m está em fase com o fluxo magnético ϕ, pois gera o fluxo magnetizante.

• As EMFs induzidas E₁ e E₂ nas bobinas primária/secundária estão defasadas em 90° em relação ao fluxo ϕ.

• As perdas de cobre na bobina primária são desprezíveis, e a corrente secundária I2 = 0, eliminando as perdas secundárias.

• A corrente de carga zero I0 está defasada em relação a V1 pelo ângulo ϕ₀ (ângulo do fator de potência de carga zero), conforme ilustrado no diagrama fásor.

• A tensão aplicada V₁ é desenhada igual e oposta a E₁, pois a diferença entre elas sob carga zero é desprezível.

• O componente ativo I_w está alinhado em fase com V₁.

• A corrente de carga zero I₀ é a soma fasorial de I_m e I_w.

A partir do diagrama fásor desenhado acima, as seguintes conclusões são feitas: