Eletricidade_T
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Circuitos Elétricos 
Prof. João Giacomin \u2013 DCC \u2013 UFLA 23 
7 . O TRANSFORMADOR 
 
7.1. INTRODUÇÃO 
 
A energia elétrica produzida nas usinas hidrelétricas é levada, mediante condutores de 
eletricidade, aos lugares mais adequados para o seu aproveitamento. Ela iluminará cidades, 
movimentará máquinas e motores, proporcionando muitas comodidades. 
Para o transporte da energia até os pontos de utilização, não bastam fios e postes. Toda a 
rede de distribuição depende estreitamente dos transformadores, que elevam a tensão, ora a 
rebaixam. Nesse sobe e desce, eles resolvem não só um problema econômico, reduzindo os 
custos da transmissão a distância de energia, como melhoram a eficiência do processo. 
 
 
 
Figura 24 \u2013 Geração, distribuição e consumo de energia elétrica 
 
 
Antes de mais nada os geradores que produzem energia precisam alimentar a rede de 
transmissão e distribuição com um valor de tensão adequado, tendo em vista seu melhor 
rendimento. Esse valor depende das características do próprio gerador, enquanto a tensão que 
alimenta os aparelhos consumidores, por razões de construção e sobretudo de segurança, tem 
valor baixo, nos limites de algumas centenas de volts (em geral, 127 ou 220). Isso significa 
que a corrente, e principalmente a tensão fornecida, variam de acordo com as exigências. 
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Nas linhas de transmissão a perda de potência por liberação de calor é proporcional à 
resistência dos condutores e ao quadrado da intensidade da corrente que os percorre (P = 
R.i2). Para diminuir a resistência dos condutores seria necessário usar fios mais grossos, o que 
os tornaria mais pesados e o transporte absurdamente caro. A solução é o uso do 
transformador que aumenta a tensão, nas saídas das linhas da usina, até atingir um valor 
suficientemente alto para que o valor da corrente desça a níveis razoáveis (P = U.i). Assim, a 
potência transportada não se altera e a perda de energia por aquecimento nos cabos de 
transmissão estará dentro dos limites aceitáveis. 
Na transmissão de altas potências, tem sido necessário adotar tensões cada vez mais 
elevadas, alcançando em alguns casos a cifra de 400.000 volts. Quando a energia elétrica 
chega aos locais de consumo, outros transformadores abaixam a tensão até os limites 
requeridos pelos usuários, de acordo com suas necessidades. 
 
 
 
 
Figura 25 \u2013 Diagrama esquemático de um transformador 
 
 
 
 
Figura 26 \u2013 Transformador real de baixa potência (15V / 1A) 
Lado primário de 110 ou 220V 
Dois enrolamentos secundário de 15V 
 
 
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Existe uma outra classe de transformadores, igualmente indispensáveis, de potência 
baixa. Eles estão presentes na maioria dos aparelhos elétricos e eletrônicos encontrados 
normalmente em casa, tais como, por exemplo, computador, aparelho de som e televisor. 
Cabe-lhes abaixar ou aumentar a tensão da rede doméstica, de forma a alimentar 
convenientemente os vários circuitos elétricos que compõem aqueles aparelhos. 
 
 
 
Figura 27 \u2013 Princípio de Funcionamento de um transformador 
 
 
O princípio básico de funcionamento de um transformador é o fenômeno conhecido 
como indução eletromagnética: quando um circuito é submetido a um campo magnético 
variável, aparece nele uma corrente elétrica cuja intensidade é proporcional às variações do 
fluxo magnético. 
Os transformadores, na sua forma mais simples, consistem de dois enrolamentos de fio 
(o primário e o secundário), que geralmente envolvem os braços de um quadro metálico (o 
núcleo). 
Uma corrente alternada aplicada ao primário produz um campo magnético proporcional 
à intensidade dessa corrente e ao número de espiras do enrolamento (número de voltas do fio 
em torno do braço metálico). Através do metal, o fluxo magnético quase não encontra 
resistência e, assim, concentra-se no núcleo, em grande parte, e chega ao enrolamento 
secundário com um mínimo de perdas. Ocorre, então, a indução eletromagnética: no 
secundário surge uma corrente elétrica, que varia de acordo com a corrente do primário e com 
a razão entre os números de espiras dos dois enrolamentos. 
 
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Figura 28 \u2013 Fluxo magnético em um transformador 
 
 
A relação entre as voltagens no primário e no secundário, bem como entre as correntes nesses 
enrolamentos, pode ser facilmente obtida: se o primário tem Np espiras e o secundário Ns, a 
voltagem no primário (Vp) está relacionada à voltagem no secundário (Vs) por Vp/Vs = 
Np/Ns, e as correntes por Ip/Is = Ns/Np. Desse modo um transformador ideal (que não dissipa 
energia), com cem espiras no primário e cinqüenta no secundário, percorrido por uma corrente 
de 1 ampère, sob 110 volts, fornece no secundário, uma corrente de 2 ampères sob 55 volts. 
 
 
 
Figura 29 \u2013 Transformador em linha de distribuição de energia elétrica 
 
 
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7.2. PERDAS NO TRANSFORMADOR 
 
Graças às técnicas com que são fabricados, os transformadores modernos apresentam 
grande eficiência, permitindo transferir ao secundário cerca de 98% da energia aplicada no 
primário. As perdas - transformação de energia elétrica em calor - são devidas principalmente 
à histerese, às correntes parasitas e perdas no cobre. 
 1. Perdas no cobre. Resultam da resistência dos fios de cobre nas espiras primárias e 
secundárias. As perdas pela resistência do cobre são perdas sob a forma de calor e não podem 
ser evitadas. 
 2. Perdas por histérese. Energia é transformada em calor na reversão da polaridade 
magnética do núcleo transformador. 
 3. Perdas por correntes parasitas. Quando uma massa de metal condutor se desloca num 
campo magnético, ou é sujeita a um fluxo magnético móvel, circulam nela correntes 
induzidas. Essas correntes produzem calor devido às perdas na resistência do ferro. 
 
 
 
 
 
7.3. FUNCIONAMENTO 
 
Na sua forma mais simples, o transformador consiste num núcleo de ferro, com dois 
enrolamentos. O enrolamento, no qual se aplica a potência elétrica, chamado de enrolamento 
primário e o outro, que entrega a potência elétrica ao consumidor, é chamado de 
enrolamento secundário. 
 
 
 
Figura 30 \u2013 Princípio de funcionamento do transformador 
 
 
Uma das vantagens do transformador é acoplar dois circuitos elétricos sem interligá-los 
eletricamente. A primeira bobina ou enrolamento primário ou de entrada, recebe a corrente 
alternada que deve ser transformada. A corrente alternada, atuando sobre o enrolamento, causa 
o aparecimento de um campo magnético variável. O fluxo magnético atua sobre o segundo 
enrolamento ou enrolamento secundário ou de saída, induzindo no mesmo uma força 
eletromotriz. A intensidade da f.e.m. induzida depende da freqüência do fluxo magnético, de 
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sua intensidade e do número de espiras do enrolamento (lei da indução magnética). Assim, a 
tensão induzida no secundário é proporcional ao fluxo magnético e, quanto maior for o fluxo, 
maior será a indução e melhor sara o rendimento do transformador. Para conseguir um melhor 
aproveitamento do fluxo magnético gerado no enrolamento primário, o transformador e 
construído com um núcleo de ferro fechado, sobre o qual são montados os dois enrolamentos 
primário e secundário, um sobre o outro, isolados entre si, conforme mostra a figura 31. 
A transformação de energia por um transformador sempre está associada com algumas 
perdas de energia dentro do próprio transformador. Estas perdas são causadas pela existência 
da resistência ohmica dos próprios enrolamentos e pelas perdas no material ferromagnético