O que é um transformador e como funciona?

 Você sabe o que é um transformador e como funciona? Leia este breve artigo e aprenda de uma forma bem simples e clara sobre este equipamento.

 O transformador ou também popularmente conhecido como trafo, é um equipamento de grande importância no ramo da eletricidade, pois a partir dele conseguimos transportar grandes quantidades de energia elétrica sem grandes perdas. Também é ele quem possibilita usarmos essa mesma energia em nossas casas, em níveis menos perigosos.

 Existem diversos tipos e tamanhos de transformadores, empregados nas mais variadas aplicações, desde a eletrônica até sistemas de potência. Em outros artigos trataremos de explicar o funcionamento destes outros modelos, com mais detalhes e exemplos de aplicações.

Já clica AQUI e leia também sobre os tipos de trafos e suas aplicações. 

Transformador como funciona?

 O transformador trabalha somente em corrente alternada. Basicamente ele possui duas bobinas, uma chamada de primário e a outra de secundário. Quando uma corrente alternada é aplicada sobre a bobina primária, será criado um campo magnético variável em volta dela.

 Como a bobina secundária está bem próxima da bobina primária, o fluxo variável irá se deslocar sobre ela, de forma que a bobina primária provoca uma indução de tensão na bobina secundária.

 Para que seja assegurado que a maior parte do fluxo magnético do primário atravesse o secundário, é utilizado um núcleo de ferro doce. Esse núcleo proporciona um caminho mais fácil entre as duas bobinas. Como os materiais de ferro doce possuem baixa relutância (baixa oposição ao fluxo magnético), inclusive mais baixa que o ar, são bastante empregados nesta função. Veja na figura abaixo uma composição básica de um transformador.

Por que um transformador não funciona em corrente contínua?

 Bem, o transformador funciona a partir do princípio de indução, que é a transferência de potência através de campo magnético. Para que haja indução, é necessária a utilização de uma corrente variável, no caso a corrente alternada. Essa corrente atinge seu ponto máximo e mínimo durante o ciclo, o que fornece seu padrão de onda senoidal.

 Se aplicarmos uma corrente contínua através da bobina primária, o campo magnético permanecerá constante, mas se passarmos a corrente alternada através dessa bobina, o campo magnético aumentará e diminuirá a força e mudará a polaridade conforme a corrente muda de direção. Como o campo magnético varia a sua polaridade e intensidade, essa mudança provoca a movimentação dos elétrons livres na bobina secundária, surgindo assim a força eletromotriz ou FEM.

 Quando aplicamos uma corrente contínua na bobina primária, a FEM não ocorre porque o campo magnético é constante, portanto não consegue provocar a movimentação dos elétrons livres na bobina secundária. Os únicos casos que conseguiríamos causar uma FEM no secundária usando corrente contínua seriam se abríssemos e fechássemos o circuito primário por um momento ou variássemos os valores de tensão da bobina primária, o que não seria nada prático, já que a corrente alternada faz isso tudo naturalmente.

Partes de um transformador

Basicamente um transformador é composto por duas partes principais:

Bobina primária e bobina secundária: Compostas por fios de cobre isolados por verniz e enrolados em forma de mola. As bobinas primária e secundária não são conectadas fisicamente. O acoplamento entre elas é somente magnético.

Núcleo: Feito de um material de ferro com baixa relutância.

Perdas nos transformadores

 Caso você não saiba, no transformador assim como em qualquer outro equipamento existem perdas. A energia no circuito secundário nunca será a mesma do circuito primário. Mesmo com o enrolamento das bobinas funcionando sobre um núcleo de ferro, existirão problemas que ocasionarão perdas no transformador.

Perdas no núcleo: Já ouviu falar em corrente parasita? Durante o processo de indução, a corrente alternada flui nos enrolamentos primário e secundário através de um campo magnético. Esse mesmo campo magnético também provoca a indução de correntes parasitas no núcleo.

 Essas correntes podem provocar o aquecimento do ferro e este calor representa uma perda de energia. Para reduzir essas correntes parasitas, o núcleo de ferro é constituído de por varias camadas de lâminas de ferro isolados entre si, de forma que a circulação dessas correntes seja limitada.  

Perdas no cobre: Os fios de cobre utilizados para compor os enrolamentos primário e secundário possuem uma certa resistência. As correntes que fluem nesses condutores irão produzir perdas por calor. Essas perdas são reduzidas usando-se condutores de boa qualidade e de diâmetros maiores.

Você sabe quais são os tipos de refrigeração dos transformadores? CLIQUE AQUI e leia o nosso artigo sobre esse tema. 

Não deixe de ler nossos outros artigos abaixo.