Como funciona um transformador?

Princípio de Funcionamento do Transformador

Um transformador é um dispositivo elétrico que opera com base no princípio da indução eletromagnética para transferir energia elétrica de um circuito para outro. Ele permite o ajuste dos níveis de tensão em um sistema de corrente alternada (CA), aumentando (elevando) ou diminuindo (reduzindo) a tensão, mantendo a mesma frequência.

Princípio de Funcionamento:

Componentes Básicos
Um transformador consiste em duas bobinas, conhecidas como enrolamentos—o "enrolamento primário" conectado à fonte de energia CA, e o "enrolamento secundário" conectado à carga. Esses enrolamentos são enrolados em torno de um núcleo, geralmente feito de material magnético (como ferro). O núcleo serve para concentrar e guiar o campo magnético gerado pela corrente que flui pelo enrolamento primário.

Princípio da Indução Eletromagnética
Quando a corrente CA flui pelo enrolamento primário, ela produz um campo magnético continuamente variável. De acordo com a Lei de Faraday da Indução Eletromagnética, esse campo magnético em mudança induz uma tensão (força eletromotriz, ou FEM) no enrolamento secundário, mesmo que os dois enrolamentos não estejam conectados eletricamente.

Transformação de Tensão
A tensão induzida no enrolamento secundário depende da relação de espiras—a razão entre o número de espiras no enrolamento secundário e no primário. Se o secundário tiver mais espiras que o primário, a tensão é elevada; se tiver menos espiras, a tensão é reduzida.

Transformação de Corrente
Devido à conservação de potência, há uma relação inversa entre tensão e corrente. Quando a tensão é elevada, a corrente diminui, e quando a tensão é reduzida, a corrente aumenta, mantendo o equilíbrio de potência.

Conexão da Carga
A carga (como eletrodomésticos ou máquinas) está conectada ao enrolamento secundário, que fornece a tensão transformada para alimentar a carga.

Isolamento Elétrico e Separação Galvânica
Os transformadores fornecem isolamento elétrico e separação galvânica entre os circuitos primário e secundário. Isso significa que não há conexão elétrica direta entre os enrolamentos, melhorando a segurança e prevenindo o fluxo indesejado de corrente entre os circuitos.

Em resumo, os transformadores operam com base na indução eletromagnética, onde um campo magnético em mudança do enrolamento primário induz uma tensão no enrolamento secundário. Ao variar o número de espiras nos enrolamentos, os transformadores podem elevar ou reduzir a tensão, mantendo o equilíbrio de potência entre os circuitos primário e secundário. Os transformadores são componentes essenciais em sistemas de distribuição e transmissão de energia, permitindo a entrega eficiente e segura de eletricidade.