Antes de mais nada, para entendermos o que é um transformador é fundamental sabermos o que é energia.
Definição de energia
Há bastante tempo, em 1872, Maxwell propôs uma definição para o conceito de energia:
“Energia é aquilo que permite uma mudança na configuração de um sistema, em oposição a uma força que resiste a esta mudança.”
Assim, em outras palavras, conforme a definição disponível no dicionário, energia é a capacidade que um corpo, uma substância ou um sistema físico têm de realizar trabalho.
O princípio da conservação de energia e o transformador
Em resumo, o princípio da conservação de energia afirma que a energia não se cria nem destrói; ela simplesmente se transforma.
Isto posto, o transformador é um dispositivo que converte a energia elétrica em um nível de tensão alternada a outro nível de tensão alternada. E, para fazer isso, ele necessita da ação de um campo magnético. Assim, a classificação dos transformadores é feita de acordo com as relações tensionais:
- Quando a tensão do secundário é maior do que a do primário, temos o Transformador elevador.
- Se a tensão do secundário é menor do que a do primário, estamos diante do Transformador rebaixador.
- E temos o Transformador isolador quando a tensão do primário é igual à tensão do secundário, formado por duas ou mais bobinas de material condutor enroladas em torno de um núcleo ferromagnético. Ressaltamos que essas bobinas não se conectam fisicamente entre si, mas apenas por meio do fluxo magnético presente no núcleo.
A importância das bobinas
Uma das bobinas (também denominadas enrolamentos) conecta-se a uma fonte de energia, e a outra ao circuito ou cargas que receberão alimentação. Por isso, a bobina que recebe a alimentação é chamada primária, enquanto a bobina que fornece energia às cargas é denominada secundária.
É importante observar que essa diferença entre o nível de tensão aplicada na entrada do transformador e a tensão entregue na saída segue a relação matemática de espiras ou “voltas” de cada bobina.
Se a bobina secundária possuir mais voltas do que a bobina primária, o valor da tensão na saída do transformador será maior do que os valores na entrada. Mas, por outro lado, se o número de espiras da bobina primária for maior do que o número de espiras da bobina secundária, os valores da tensão na saída serão menores do que os valores na entrada.
Princípio de funcionamento do transformador
Quando a bobina primária conecta-se a uma fonte de corrente alternada, surge ao seu redor um campo magnético variável que o núcleo transporta à bobina secundária. Como resultado da variação do campo magnético nas espiras da bobina secundária, surge uma tensão induzida.
É interessante sabermos que o transformador ideal, sem perdas, baseia-se de antemão em um conceito matemático. É por isso que, sob esse ponto de vista, as bobinas primária e secundária acoplam-se perfeitamente e, em consequência, nenhuma das linhas do campo magnético se dissipa. De acordo com este conceito, podemos entender que as perdas nos enrolamentos e no núcleo são simplesmente nulas.
Em contrapartida, nos transformadores reais infelizmente existem perdas, e são elas:
- No núcleo: ocorrem por corrente de magnetização, também conhecidas como perdas no entreferro.
- Por histerese: acontecem devido à não linearidade da tensão aplicada no núcleo.
- Por efeito Joule: ocorrem devido ao aquecimento do núcleo.
Agora você já sabe um pouco sobre transformadores. Isso é muito bom! No entanto, ainda devemos frisar um ponto importante: a qualidade do projeto e a procedência de suas matérias-primas influenciam (e muito) a eficiência do equipamento. Portanto, fique sempre atento!
Tamura Brasil
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