Um transformador é um equipamento extremamente importante em sistemas elétricos. Estes equipamentos tem como princípio físico de funcionamento o eletromagnetismo, mais especificamente a lei de Faraday-Lenz, de Ohm e de Ampère. De forma generalizada, estas três leis dizem respeito à tensão induzida por um fluxo magnético, a corrente percorrida em um condutor quando este é submetido a uma diferença de potencial e ao fluxo magnético gerado pela circulação de corrente, respectivamente.
A forma construtiva básica de um transformador monofásico apresenta-se na Figura 1.
Figura 1 – Forma construtiva de um transformador monofásico.
É possível verificar na Figura 1, que o transformador é composto por um enrolamento primário e um secundário, que nada mais são do que fios de cobre enrolados, formando uma bobina. Além disso, o transformado possui um núcleo ferromagnético, geralmente feito de chapas de aço ferro silício com o objetivo de acoplar magneticamente o primário com o secundário, ou seja, fazer com que o fluxo magnético do primário passe pelo secundário e vice-versa.
Ao energizar o transformador com ele a vazio, circulará uma corrente em seu enrolamento primário. Essa corrente circulante, gerará um fluxo magnético que será composto pelo fluxo mútuo e pelo fluxo de dispersão. O fluxo mútuo atravessará todo o núcleo do transformador e ao cortar o enrolamento primário e secundário será induzida uma tensão, conforme demostrado na Figura 2.
Figura 2 – Transformador monofásico energizado a vazio.
Quando uma carga elétrica aplicada no secundário do transformador, circulará uma corrente por esse enrolamento, consequentemente será gerado um fluxo de reação do secundário, Figura 3. Este fluxo, a princípio, tende a desmagnetizar o transformador (para cargas indutivas-resistivas). Assim a tensão induzida no primário diminui.
Figura 3 – Transformador monofásico energizado em carga.
No instante em que a tensão induzida no primário diminui, a corrente aumenta, logo, o fluxo produzido pelo primário se “reforça”, gerando assim, um fluxo mútuo resultante conforme demonstrado na Figura 4.
Figura 4 – Fluxo mútuo resultante em um transformador monofásico carregado.
Assim, há a transferência de potência do primário para o secundário sem que os circuitos estejam interligados eletricamente.
Por fim, um transformador trifásico compreende-se como três transformadores monofásicos interligados em estrela ou triângulo. Em suma sua forma construtiva é como a demonstrada na Figura 5, para núcleo envolvido. Em suma cada perna do transformador abriga um conjunto de enrolamentos composto do enrolamento primário e secundário de cada fase.
Figura 5 – Forma construtiva de um transformador trifásico (núcleo envolvido).
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Discente de Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá - Campus Itabira e técnico em Automação Industrial pelo SENAI. Possuo experiência na área de manutenção elétrica com ênfase em manutenção de máquinas elétricas, instrumentação industrial e conversores estáticos. Atualmente desenvolvo trabalhos de pesquisa relacionados à conversores estáticos integrados com dispositivos de armazenamento e emulação de inércia virtual através de máquinas síncronas virtuais.
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