Transformadores: Funcionamento e Experimento

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CIDADE UNIVERSITÁRIA 
Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia 
Física Geral e Experimental II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transformadores 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bruna Carolina Nucci 
Gabriela Sanches 
Rafaela Veruska Alves dos Santos 
Thaís Jardim 
 
 
Prof. Me. Emerson F. Gomes 
 
 
 
 
 
 
 
Sorocaba/SP 
2014 
 
1. Introdução Teórica 
“Pode-se definir transformador de tensão como um dispositivo eletromagnético, 
constituído por enrolamentos em núcleos de material ferromagnético, que 
interconecta dois níveis de tensão em um circuito elétrico. Os transformadores 
podem ser monofásicos ou trifásicos, dependendo do tipo de circuito onde 
estão conectados. Um transformador monofásico é constituído por dois 
enrolamentos (bobinas) instalados em um mesmo núcleo de material 
ferromagnético. Um dos enrolamentos é chamado primário e o outro chamado 
secundário, sendo que cada um deles pode ter um número de espiras 
diferente.” (UTFPR) 
 
“Os primeiros sistemas comerciais de fornecimento de energia elétrica foram 
construídos basicamente para alimentar circuitos de iluminação, e funcionavam 
com corrente contínua. Como as tensões de fornecimento eram baixas (da 
ordem de 120 V), altas correntes eram necessárias para suprir grandes 
quantidades de potência e, portanto, as perdas de potência ativa na 
transmissão (proporcionais ao quadrado da corrente), bem como as quedas de 
tensão, eram muito grandes. 
Assim, a tendência foi a de se construir pequenas centrais de geração 
distribuídas entre os pontos de carga que, em função da pequena potência 
gerada, eram ineficientes e caras. A posterior utilização de corrente alternada 
na geração, transmissão e distribuição de energia elétrica resultou em grande 
avanço na operação eficiente dos sistemas elétricos. Os geradores elétricos, 
que fornecem tensões relativamente baixas (da ordem de 15 a 25 kV), são 
ligados a transformadores, que são equipamentos eletromagnéticos que 
transformam um nível de tensão em outro. A tensão de saída de um 
transformador elevador ligado a um gerador pode ser de várias centenas de 
kV. Se a tensão é maior, a mesma potência pode ser transmitida com correntes 
menores, diminuindo as perdas e as quedas de tensão. Consequentemente, 
maiores podem ser as centrais geradoras e a transmissão pode ser feita a 
distâncias maiores. Nos pontos de consumo, são ligados transformadores 
abaixadores, que reduzem as tensões para níveis compatíveis com os 
equipamentos dos consumidores.” (UNICAMP) 
 
2. Objetivos da Experiência 
 Aprender a construir um transformador em laboratório; 
 Conhecendo a tensão da bobina primária, descobrir a tensão da bobina 
secundária verificando a dependência entre elas. 
 
3. Material Utilizado 
 Transformador desmontável; 
 Multímetro; 
 Fios de ligação; 
 Fonte de tensão alternada. 
 
4. Procedimento Experimental 
O transformador desmontável é composto de um núcleo de ferrosilício 
laminado, o qual pode ser aberto para inserir outros tipos de bobina. 
Montamos um transformador utilizando uma bobina de 300 espiras como sendo 
a bobina primária e uma bobina de 600 espiras como sendo a bobina 
secundária. Colocamos o núcleo de ferrosilício para unir as duas bobinas. 
Um multímetro foi ajustado na posição “voltímetro” (V~) para medir a tensão 
alternada de entrada na bobina primária (P) e um segundo multímetro medindo 
a tensão de saída a bobina secundária (S) (V~) 
Iniciamos o experimento aplicando uma tensão de entrada 2V; 4V; 6V; 6; 8V; 
10V; 15V; 20; 
Repetimos todo procedimento seis vezes alternando as bobinas primárias e 
secundárias entre 300, 600 e 1200 espiras. 
 
5. Resultados Obtidos 
Equação 1 – Percentual de Erro (%Erro): 
 
 
 
 100 
 
Equação 2 – Razão entre as voltagens primária e secundária (=tangente do 
ângulo utilizado nos gráficos): 
 
 
 
 
 
 
Onde: Vp = Np = número de espiras da bobina primária e Vs = Ns = número de 
espiras da bobina secundária. 
 
Tabelas 1 a 6 – Transformadores montados a partir de duas bobinas para 
medir a tensão alternada de entrada e de saída: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Montagem 1 
Bobina Primária 
300 espiras 
Bobina Secundária 
600 espiras 
Voltagem (V) Voltagem (V) 
2 4,4 
4 8,6 
6 12,2 
8 16,1 
10 20,1 
12 24,1 
14 28,0 
16 32,0 
18 35,8 
20 39,8 
Montagem 2 
Bobina Primária 
600 espiras 
Bobina Secundária 
300 espiras 
Voltagem (V) Voltagem (V) 
2 0,8 
4 1,8 
6 2,7 
8 3,8 
10 4,8 
12 5,8 
14 6,7 
16 7,8 
18 8,7 
20 9,8 
 
 
 
 
 
Montagem 3 
Bobina Primária 
300 espiras 
Bobina Secundária 
1200 espiras 
Voltagem (V) Voltagem (V) 
2 9,3 
4 17,4 
6 25,0 
8 33,2 
10 40,6 
12 48,6 
14 56,4 
16 64,3 
18 72,0 
20 79,8 
Montagem 4 
Bobina Primária 
1200 espiras 
Bobina Secundária 
300 espiras 
Voltagem (V) Voltagem (V) 
2 0,3 
4 0,7 
6 1,2 
8 1,7 
10 2,2 
12 2,7 
14 3,2 
16 3,6 
18 4,1 
20 4,7 
Montagem 5 
Bobina Primária 
600 espiras 
Bobina Secundária 
1200 espiras 
Voltagem (V) Voltagem (V) 
2 4,4 
4 8,4 
6 12,3 
8 16,4 
10 20,4 
12 24,2 
14 28,2 
16 32,3 
18 35,9 
 
 
Tabela 7 – Razões entre a voltagem 
primária e a secundária: 
Voltagem 
Primária (V) 
Voltagem 
secundária 
(V) 
Razão 
300 600 0,5 
600 300 2 
300 1200 0,25 
1200 300 4 
600 1200 0,5 
1200 600 2 
 
Tabela 8 – Valor de Tensão de entrada constante utilizando o esquema de 
montagem de número 6: 
Valor de tensão fixa Com o núcleo de ferro Sem o núcleo de ferro 
15V 7,2 V 1,4 V 
 
Gráficos 1 – Vp (voltagem primária) em função de Vs (voltagem secundária) da 
montagem 1: 
 
 
Gráficos 2 – Vp (voltagem primária) em função de Vs (voltagem secundária) da 
montagem 2: 
y = 0,9745x - 0,1 
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15
Série1
Linear (Série1)
20 40,4 
Montagem 6 
Bobina Primária 
1200 espiras 
Bobina Secundária 
600 espiras 
Voltagem (V) Voltagem (V) 
2 0,9 
4 1,8 
6 2,9 
8 3,8 
10 4,7 
12 5,7 
14 6,8 
16 7,7 
18 8,6 
20 9,7 
 
Gráficos 3 – Vp (voltagem primária) em função de Vs (voltagem secundária) da 
montagem 3: 
 
 
Gráficos 4 – Vp (voltagem primária) em função de Vs (voltagem secundária) da 
montagem 4: 
 
 
Gráficos 5 – Vp (voltagem primária) em função de Vs (voltagem secundária) da 
montagem 5: 
y = 0,9745x - 0,1 
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15
Série1
Linear (Série1)
y = 0,9745x - 0,1 
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15
Série1
Linear (Série1)
y = 0,9745x - 0,1 
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15
Série1
Linear (Série1)
 
 
 
Gráfico 6 – Vp (voltagem primária) em função de Vs (voltagem secundária) da 
montagem 6: 
 
 
6. Conclusão 
Com este experimento, pudemos concluir que o princípio de funcionamento de 
um transformador é um dispositivo que reproduz no seu circuito secundário, a 
corrente que circula em um enrolamento primário. Além de utilizar a lei de 
indução de Faraday e não funcionar com corrente contínua, pudemos perceber 
que o número de voltas do fio em torno do metal é proporcional ao campo 
magnético produzido pelo transformador, sendo assim, o comprimento deste fio 
é o responsável pela variação da corrente elétrica. 
Pudemos concluir também que, quando utilizamos uma tensão constante de 
15V no estilo de montagem 6 – com a bobina primária de1200 espiras e a 
secundária de 600 espiras – com e sem a parte superior do núcleo de ferro a o 
valor da voltagem na bobina secundária e o fluxo de elétrons se alteram, sendo 
que com a parte superior do núcleo a tensão foi de 7,2V e sem o núcleo de 
y = 0,9745x - 0,1 
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15
Série1
Linear (Série1)
y = 0,9745x - 0,1 
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15
Série1
Linear (Série1)
ferro a tensão alterou para 1,4V, ou seja, 8 vezes menor, isso porque sem a 
parte superior, a intensidade diminui em quatro vezes. 
 
7. Referências 
UTFPR. Transformadores. Disponível em: 
<http://utfpr.edu.br/mariano/arquivos/Transformadores_3.pdf> 
Acesso em: 03 de Junho de 2014 
 
UNICAMP. Transformadores. Disponível em: 
<http://www.ocw.unicamp.br/fileadmin/user_upload/cursos/et016/Capitulos/Aula
016-Capitulo-10B.pdf> 
Acesso em: 03 de Junho de 2014.