Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiência

transformador

Um transformador é um dispositivo elétrico simples, que usa a propriedade de indução mútua para transformar uma tensão alternada de uma para outra de maior ou menor valor.

o primeiro de potencial constante foi inventado em 1885, e desde então, tornou-se uma necessidade como um dispositivo essencial para a transmissão, distribuição e utilização de corrente alternada (CA).

transformador de design DBZ em forma de concha em 1885
Shell form DBZ design transformador em 1885, Crédito de imagem - Zátonyi Sándor, (ifj.), tráfego DBZCC BY-SA 3.0

Existem diferentes tipos de transformadores com diferentes designs adequados para diferentes aplicações de energia elétrica e eletrônica. Seus tamanhos variam de aplicação de radiofrequência, com um volume inferior a um centímetro cúbico, a unidades enormes pesando centenas de toneladas usadas em redes de energia.

transformador
transformadores em subestação elétrica, Crédito de imagem - Allalone89Estação Terminal de Melbourne, marcado como domínio público, mais detalhes sobre Wikimedia Commons

Eles são mais amplamente usados ​​na transmissão e distribuição de energia em longa distância, intensificando a saída de tensão do transformador para que a corrente seja reduzida e, subsequentemente, a perda do núcleo resistivo é menos significativa, então o sinal pode ser transferido ao longo das distâncias para o subestação contígua aos consumidores onde a tensão é novamente reduzida para uso posterior.

Estrutura Básica e Funcionamento do Transformador

A estrutura básica de um transformador geralmente consiste em duas bobinas enroladas em torno de um núcleo de ferro macio, ou seja, bobinas primárias e secundárias. A tensão CA de entrada é aplicada à bobina primária e a tensão CA de saída é observada no lado secundário. 

Como sabemos que uma fem ou tensão induzida só é gerada quando o fluxo do campo magnético está mudando em relação à bobina ou circuito, portanto, a indutância mútua entre duas bobinas só é possível com uma alternância, ou seja, mudança / tensão CA, e não com direta , ou seja, tensão contínua / DC.

funcionamento do transformador e fluxo de vazamento
Trabalho do transformador e fluxo de vazamento
Crédito da imagem:Eu mesmo, Fluxo de transformadorCC BY-SA 3.0

Os transformadores são usados ​​para transmutar os níveis de tensão e corrente de acordo com a relação entre as voltas da bobina de entrada e saída. As voltas na bobina primária e secundária são Np e Ns, respectivamente. Seja Φ o fluxo ligado pelas bobinas primárias e secundárias. Então,

Fem induzida através da bobina primária,  Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiência = Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiência

Fem induzida através da bobina secundária, Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiência = Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiência

A partir dessas equações, podemos relacionar que  Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiência

Onde os símbolos têm os seguintes significados:

 Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiência        

Potência, P = IpVp = EusVs

Em relação às equações anteriores, Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiência

Portanto, temos Vs = (Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiência)Ve eus = Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiência IP

Para intensificar: Vs > Vp filhos>Np e eus<Ip

Para descer: Vs <Vp filhos <Np e eus > Eup

Bobina primária e secundária em um transformador

transformador
Enrolamento primário e secundário
Crédito da imagem: anônimo, Transformer3d colCC BY-SA 3.0

A relação acima é baseada em algumas suposições, que são as seguintes:

  • O mesmo fluxo liga o primário e o secundário sem qualquer vazamento de fluxo.
  • A corrente secundária é pequena.
  • A resistência primária e a corrente são desprezíveis.

Portanto, a eficiência do transformador não pode ser 100%. Embora bem projetado, pode ter uma eficiência de até 95%. Por ter maior eficiência, os quatro principais motivos de perda de energia nele devem ser considerados.

Causa da perda de energia do transformador:

  • Vazamento de fluxo: Sempre há algum vazamento de fluxo, pois é quase impossível que todo o fluxo do primário passe para o secundário sem qualquer vazamento.
  • Correntes parasitas: O fluxo magnético variável irá induzir correntes parasitas no núcleo de ferro, o que pode causar aquecimento e, portanto, perda de energia. Isso poderia ser minimizado com o uso de um núcleo de ferro laminado.
  • Resistência no enrolamento: A energia é perdida na forma de dissipação de calor através dos fios, mas pode ser minimizada pelo uso de fios relativamente grossos.
  • Histerese: Quando a magnetização do núcleo é repetidamente revertida por um campo magnético alternado, isso resulta em gasto ou perda de energia pela geração de calor dentro do núcleo. Isso pode ser reduzido usando materiais com menor perda de histerese magnética.

Estaremos estudando sobre Corrente de redemoinhoareia Histerese Magnética em detalhes nas próximas seções.

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Sobre Amrit Shaw

Transformer: uma visão geral || 4 condições importantes para uma boa eficiênciaConecte-se ao nosso ex-autor: LinkedIn (https://www.linkedin.com/in/amrit-shaw/)

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