O que é um autotransformador e como funciona?

Você sabe o que é um autotransformador e como funciona? Se você não sabe, então você está no lugar certo.

 Teoricamente, um autotransformador é definido como um transformador que só tem um enrolamento. Assim, um transformador de enrolamentos múltiplos (com primário e secundário, por exemplo) pode ser considerado um autotransformador desde que todos os seus enrolamentos sejam ligados em série, em adição (ou oposição), para formar um único enrolamento.

Qual a diferença entre transformador e autotransformador?

  Os transformadores normalmente contêm dois enrolamentos independentes. Isso inclui um enrolamento primário que recebe a energia da fonte, e um enrolamento secundário que fornece a energia para a carga.

 Um autotransformador é um transformador no qual os circuitos primário e secundário têm uma parte de seus dois enrolamentos em comum. A potência de um autotransformador é maior que a de um transformador equivalente de dois enrolamentos.

  Desde já, repare que em um transformador comum, os enrolamentos primário e secundário são eletricamente isolados um do outro, mas conectados magneticamente. Na figura abaixo temos a representação de um transformador abaixador. Uma maior tensão é conectada entre os pontos A e B, e uma menor tensão é fornecida entre os pontos C e D.

  Enquanto no autotransformador, um único enrolamento faz a função de primário e secundário, já que existe a conexão magneticamente e elétrica entre os enrolamentos.

 Existe uma derivação que é feita diretamente de um ponto da bobina, o qual determinará o valor de tensão de saída. Repare que uma parte do simples enrolamento contínuo é comum tanto para o primário quanto para o secundário.

  Não se esqueça de que a relação de proporção entre tensão e corrente deve ser respeitada, igual um transformador comum.

Autotransformador abaixador

  Veja que o autotransformador abaixo é abaixador. Suponha que ele possua uma bobina com 1000 espiras (N1), onde o valor de entrada seja 220 V (V1). Veja que exatamente no centro da bobina ou 50 %, é derivado um ponto C, onde podemos concluir que equivale a exatamente 500 espiras. Dessa forma, a tensão entre os pontos B e C será 110 V.

A relação de transformação para configuração abaixador é < 1.

Autotransformador elevador

  Veja que o autotransformador abaixo é elevador. Suponha que ele possua uma bobina com 1000 espiras (N2). Veja que é derivado um ponto C num local que iremos considerar sendo 25 % da bobina, onde o valor de entrada (V1) seja 50 V. Dessa forma podemos concluir que N1 equivale a exatamente 250 espiras e a tensão entre os pontos A e B (V2) é de 200 V.

A relação de transformação para configuração elevador é > 1.

O que é um autotransformador e como funciona: Vantagens

– Para a relação de transformação igual a 2, o tamanho do autotransformador seria aproximadamente 50% do tamanho correspondente de um transformador de dois enrolamentos. Para a relação de transformação de 20, por exemplo, o tamanho seria de 95%. A economia no custo de material, naturalmente, não está na mesma proporção. A economia de custo é apreciável quando a relação de transformação do autotransformador é baixa, menor que 2.

– Um autotransformador tem maior eficiência do que um transformador de dois enrolamentos. Isso se deve a menor perda ôhmica e a perda do núcleo devido à redução do material utilizado.

– Um autotransformador além de ser mais barato, tem melhor ajuste de tensão devido possuir um único enrolamento.

O que é um autotransformador e como funciona: Desvantagens

– O fluxo magnético entre os enrolamentos primário e secundário é pequeno e, portanto, a impedância é baixa. Isso resulta em corrente de curto-circuito mais graves em condições de falha.

– As conexões em lados primários e secundários precisam necessariamente ser as mesmas, exceto quando se usa conexões estreladas interconectadas. Isso introduz complicações devido à mudança do ângulo de fase primária e secundária, particularmente no caso da conexão delta/delta.

– Devido ao neutro comum em um autotransformador conectado estrela/estrela, não é possível a terra neutra de um só lado. Ambos os lados devem ter sua neutralidade, seja na Terra ou isolados.

– O enrolamento secundário não está isolado do enrolamento primário.

– Se um autotransformador é usado para fornecer baixa tensão e há uma quebra na enrolação secundária, a tensão primária completa vem através do terminal secundário que é perigoso para o operador e o equipamento. Assim, o autotransformador não deve ser usado para interligar sistemas de alta tensão e baixa tensão.

– Utilizado apenas nos locais limitados onde é necessária uma pequena variação da tensão de saída da tensão de entrada.

– Os autotransformadores são limitados por sua baixa impedância e falta de isolamento elétrico entre os circuitos primário e secundário.

Aplicações

– Compensando quedas de tensão aumentando a tensão de alimentação nos sistemas de distribuição.

– Autotransformadores com uma série de tapes são usados para iniciar a indução e motores síncronos.

– O autotransformador é usado como variador em laboratório ou onde a variável contínua sobre amplas faixas é necessária.

– É usado como partida para dar até 50 a 60% de tensão total ao estator de um motor de indução de gaiola de esquilo durante a partida.

– É usado para dar um pequeno impulso a um cabo de distribuição, para corrigir a queda de tensão.

– Também é usado como regulador de tensão.

– Usado no sistema de transmissão e distribuição de energia e também no sistema de áudio e ferrovias.

Agora que você já sabe o que é um autotransformador e como funciona, não deixe de ler os nossos artigos indicados logo abaixo.