Transformadores

Principais características

O transformador consiste em um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, induzindo tensões, correntes e/ou de modificar os valores das impedâncias elétricas de um circuito elétrico. Este dispositivo não tem partes móveis, utiliza a lei de indução de Faraday e não funciona com corrente contínua.

Partes do transformador

Os transformadores têm além dos enrolamentos e do núcleo, outras partes constituintes importantes, para garantir seu funcionamento e sua máxima qualidade, como:

• Tanque;
• Líquidos isolantes;
• Bucha;
• Placa de identificação.

Além de contar com alguns dispositivos de proteção, como termômetro de óleo, termômetro de enrolamento, relé de gás, relé de nível de óleo, válvula de alívio de pressão e secador de ar com sílica-gel. Estas partes e dispositivos serão explicados abaixo:

• Núcleo: É formado através de chapas geralmente de aço silício, soladas umas das outras por verniz ou óxido. É feito dessa maneira para diminuir as perdas por correntes Foucault.
• Enrolamentos: Os enrolamentos são feitos de cobre e isolado com verniz sintético especial.
• Tanque: O tanque tem como principal objetivo armazenar as partes ativas, isoladores e o óleo, além de ser responsável pela troca de calor com o ambiente. O formato do tanque varia de redondo, oval ou retangular de acordo com a potência, e pode ser liso, nervurado ou equipado com radiadores.
• Líquidos isolantes: O óleo mineral e ascarel são os mais utilizados, pelo fato de cumprirem a função de isolar e transferir o calor para as paredes do tanque, e ter rigidez dielétrica, boa fluidez e manter essas características mesmo com altas temperaturas.
• Bucha: As buchas são os terminais externos do transformador , nos quais ligamos à rede e à carga. As buchas são chamadas de alta tensão (designado pela letra H) e de baixa tensão (letra X). São feitas a partir de porcelana e fixadas no tanque.

Princípios básicos

O transformador é baseado em dois princípios simples: o primeiro, descrito via lei de Biot-Savart, afirma que corrente elétrica produz campo magnético (eletromagnetismo); o segundo, descrito via lei da indução de Faraday, implica que um campo magnético variável no interior de uma bobina ou enrolamento de fio induz um tipo de tensão elétrica nas extremidades desse enrolamento (indução eletromagnética).

A tensão induzida é proporcional à taxa temporal de variação do fluxo magnético no circuito. A alteração na corrente presente na bobina do circuito primário altera o fluxo magnético nesse circuito e também na bobina do circuito secundário, esta última montada com o objetivo de ficar sob influência direta do campo magnético gerado no circuito primário. A mudança no fluxo magnético na bobina secundária induz uma tensão elétrica na bobina secundária.

Funcionamento do equipamento

A corrente passando através da bobina do circuito primário cria um campo magnético. A bobina primária e secundária são enroladas sobre um núcleo de material magnético de alta permeabilidade magnética, a exemplo um núcleo de ferro, de modo que a maior parte do fluxo magnético passa através de ambas as bobinas.

Se um dispositivo elétrico é conectado ao enrolamento secundário, uma vez provido que a corrente e a tensão aplicadas ao circuito primário tenham os sentidos indicados, a corrente e a tensão elétricas no dispositivo (usualmente denominado por "carga" do circuito) terão também sentidos definidos.

Na prática os transformadores operam com tensões e correntes alternadas, as relações de fase entre os sinais no circuito primário e secundário visto que as tensões e correntes estão constantemente alternando seus sentidos com o objetivo de prover um fluxo magnético variável.