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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO ESCOLA DE MINAS TRANSFORMADORES Professor: Me. Fábio Alexandre Martins Monteiro Sala 127 eng.fabiomonteiro@gmail.com Ouro Preto 2 ▪ Transformador • Núcleo de ferro magnético; • Condutores enrolados no lado Primário com n1 espiras; • Condutores enrolados no lado Secundário com n2 espiras. TRANSFORMADORES Transformadores 3 ▪ Transformador Ideal • Não há perdas nos condutores de cobre; • Todo o fluxo gerado nos enrolamentos do Primário passa pelos enrolamentos do Secundário; • As perdas no núcleo de ferro são desprezíveis. TRANSFORMADORES Transformadores 4 ▪ Transformador Ideal • Lei de Faraday: TRANSFORMADORES Transformadores 𝑒 𝑡 = −𝑛 𝑑φ(𝑡) 𝑑𝑡 n: nº espiras Φ: fluxo magnético Relação Tensão: 𝐸1 𝐸2 = 𝑛1 𝑛2 = 𝑎 Relação Corrente: 𝐼1 𝐼2 = 𝑛2 𝑛1 = 1 𝑎 Relação Impedância: 𝑧1 = 𝑎². 𝑧2 𝐸1 = 𝑎. 𝐸2 𝐼1 = 1 𝑎 . 𝐼2𝐸1. 𝐼1 = 𝐸2. 𝐼2 𝐸1 𝑛1 = 𝐸2 𝑛2 𝐸1 = 𝑎𝐸2 𝐼1 = 1 𝑎 𝐼2 𝑃1 = 𝑃2 5 ▪ Transformador Ideal • Circuitos Equivalentes: TRANSFORMADORES Transformadores = Impedância refletida no Primário Circuito Equivalente 6 ▪ Exemplo: Para o transformador de núcleo de ferro ideal da figura abaixo, determine: a) A tensão no secundário. b) O módulo da corrente no primário. c) A tensão aplicada ao primário. d) A resistência da carga refletida ao primário. TRANSFORMADORES Transformadores 7 ▪ Transformador Real • Há perdas nos condutores de cobre; • O fluxo gerado nos enrolamentos do Primário não passa na integralidade pelos enrolamentos do Secundário; • Há perdas no núcleo. TRANSFORMADORES Transformadores 8 ▪ Transformador Real • Há perdas nos condutores de cobre; − Devem ser consideradas as perdas ôhmicas nos enrolamentos do primário e secundário. − Estas perdas são denominadas de perdas no cobre. − As perdas nesses enrolamentos podem ser representadas por resistências: TRANSFORMADORES Transformadores R1: Resistência ôhmica do primário; R2: Resistência ôhmicas do secundário. 9 ▪ Transformador Real • O fluxo gerado nos enrolamentos do Primário não passa na integralidade pelos enrolamentos do Secundário; − Este fluxo é denominados de fluxo de dispersão. − Fluxo de dispersão pode ser representado por reatâncias: TRANSFORMADORES Transformadores X1: Reatância de dispersão do primário; X2: Reatância de dispersão do secundário. 10 ▪ Transformador Real • Há perdas no núcleo. − No núcleo existirá perdas por histerese; − Haverá perdas por correntes parasitas (também chamadas de correntes de Foucault). − Estas perdas são denominadas de perdas no ferro. − As perdas no ferro são representadas por uma resistência: TRANSFORMADORES Transformadores Rc: Resistência das perdas no ferro. 11 ▪ Transformador Real • Há perdas no núcleo. − Para evitar as correntes parasitas o núcleo é laminado: TRANSFORMADORES Transformadores − No núcleo existe uma perda devido a sua magnetização. − Esta magnetização é representada por uma reatância: Xm: Magnetização do núcleo. 12 ▪ Transformador Real • Circuito Equivalente: TRANSFORMADORES Transformadores 13 ▪ Transformador Real • Circuito Equivalente: TRANSFORMADORES Transformadores 14 ▪ Transformador Real • Circuito Equivalente: TRANSFORMADORES Transformadores Circuito Equivalente 15 ▪ Tipos de Transformadores TRANSFORMADORES Transformadores • Núcleo Envolvido • Núcleo Envolvente 16 ▪ Referência Bibliográfica ▪ MAGALDI, M. Noções de Eletrotécnica. Ed. Guanabara Dois, 1981. • Capítulo 18 – Transformadores. ▪ GRAY, A.; WALLACE, A. Eletrotécnica: princípios e aplicações. Ed. Ao Livro Técnico SA., 1971 • Capítulo 31 – Transformadores; • Capítulo 32 – Ligações Transformadores. TRANSFORMADORES Transformadores
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