Transformador: 5 Condições Importantes para Melhor 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.

A 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).

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.

Eles são mais amplamente utilizados na transmissão e distribuição de energia a longa distância, aumentando a tensão de saída do transformador para que a corrente seja reduzida e, posteriormente, a perda do núcleo resistivo seja menos significativa, de modo que o sinal possa ser transferido pelas distâncias até a 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, indutância mútua entre duas bobinas só é possível com uma tensão alternada, ou seja, alternada/CA, e não com tensão direta, ou seja, constante/CC.

A transformadores são usados ​​para transmutar a tensão e níveis de corrente de acordo com a relação de voltas de bobina de entrada para saída. As espiras na bobina primária e secundária são N_p e N_s, respectivamente. Seja Φ o fluxo ligado pelas bobinas primárias e secundárias. Então,

Fem induzida através da bobina primária,   =

Fem induzida através da bobina secundária,  = 

A partir dessas equações, podemos relacionar que  

Onde os símbolos têm os seguintes significados:

Potência, P = I_pV_p = Eu_sV_s

Em relação às equações anteriores,

Portanto, temos V_s = ()V_P  e eu_s = I_P

Para intensificar: V_s > V_p filho_s>N_p e eu_s<I_p

Para descer: V_s <V_p filho_s <N_p e eu_s > Eu_p

Bobina primária e secundária em um transformador

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.
• redemoinho correntes: O fluxo magnético variável induzirá correntes parasitas no núcleo de ferro, o que pode causar aquecimento e, portanto, perda de energia. Estes podem ser minimizados usando 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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