5. Transformadores

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PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 1 
FANOR – FACULDADE NORDESTE 
DISCIPLINA DE ELETRICIDADE APLICADA 
Transformadores 
 Profa. Msc. Rebeca Machado 
Fortaleza, 06 de outubro de 2015 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 2 
1. Introdução 
Rebeca Catunda P. M. 2 
 Definição: 
 
• O transformador é um dispositivo eletromagnético destinado a transmitir 
energia ou potência elétrica em corrente alternada de um circuito à outro, 
transformando tensões ou correntes. 
 
• O transformador não possui partes móveis e utiliza a lei da indução 
eletromagnética como princípio de funcionamento. 
 
• Com eles, podemos transportar a mesma potência com uma corrente mais 
baixa, diminuindo as perdas. 
 
 
 
 
 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 3 
1. Introdução 
Rebeca Catunda P. M. 3 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 4 
1. Introdução 
Rebeca Catunda P. M. 4 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 5 
1. Introdução 
Rebeca Catunda P. M. 5 
 Necessidade dos Transformadores: 
 
É um equipamento elétrico de enorme utilização, pois permite ajustar tensões 
e correntes de acordo com a necessidade. 
 
 
 Exemplo: Uma central hidrelétrica possui um gerador de 300 MVA, a 60 kV. 
A energia elétrica produzida abastece uma cidade a 50 km de distância 
através de um cabo com resistência 0,2 Ω/km. 
 
 
 
 
 
 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 6 
1. Introdução 
Rebeca Catunda P. M. 6 
1. O valor da corrente: 5000 A. 
2. A resistência total do cabo: 10 Ω 
3. A potência dissipada: 250 MW 
4. Considerando o fator de potência igual a 1, se gerou 300 MVA e dissipou 250 
MVA. 
5. Só chegou 50 MVA, ou seja, apenas 17% da potência, os 83% da potência 
restantes foram perdidos ao longo da transmissão. 
 
 Conclusão: 
 
É nessa hora que conseguimos perceber a importância do transformador. Como 
a potência no primário é igual a do secundário, utilizando a fórmula S = V I, 
poderíamos diminuir a corrente, elevar a tensão e manter a mesma potência. E 
assim diminuir as perdas pelo efeito joule, onde P = RI2. 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 7 
1. Introdução 
Rebeca Catunda P. M. 7 
 
 
 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 8 
1. Introdução 
Rebeca Catunda P. M. 8 
 Componentes Fundamentais: 
 
• O núcleo que pode ser de ar ou de ferro. O núcleo de ferro é constituído de 
chapas de silício laminado e é utilizado como um circuito magnético para a 
circulação do fluxo criado pelos enrolamentos. 
 
• Os enrolamentos primário e secundário que são constituídos de bons 
condutores, geralmente cobre ou alumínio. 
 
 Outros Componentes: 
 
 Radiador, comutador de taps, conservadores, termostatos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 9 
1. Introdução 
Rebeca Catunda P. M. 9 
 Componentes Fundamentais: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 10 
1. Introdução 
Rebeca Catunda P. M. 10 
 Tipos de Transformador 
 
• Potência 
• Corrente 
• Isolamento 
• Autotransformador 
 
 Representação Esquemática do Transformador: 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 11 
2. Transformador Ideal 
Rebeca Catunda P. M. 11 
 Definição: 
 
É um transformador sem perdas, ou seja, a potência elétrica injetada no 
primário, é igual a potência elétrica obtida no secundário. 
 
 
 Relação de Transformação: 
 
 
• Relação da Tensão: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Onde: 
a = Relação de transformação 
N1 = Número de espiras no primário 
N2 = Número de espiras no secundário 
V1 = Tensão no primário 
V2 = Tensão no secundário 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 12 
2. Transformador Ideal 
Rebeca Catunda P. M. 12 
• Relação da Corrente: 
• Relação da Impedância: 
Onde: 
I1 = Corrente no primário 
I2 = Corrente no secundário 
Onde: 
Z1 = Impedância no primário 
Z2 = Impedância no secundário 
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Aplicação 
Rebeca Catunda P. M. 13 
 Exercício 1: Um transformador com 90 espiras no enrolamento primário e 
2250 espiras no secundário é conectado a uma fonte de 120 V no 
primário. Calcule a tensão nos terminais do secundário do transformador. 
 
 
 Exercício 2: Um transformador ideal possui 1200 espiras no enrolamento 
primário e 400 espiras no secundário. Sabendo que sob uma carga ligada 
ao secundário do transformador passa uma corrente de 2 A, qual a 
corrente que atravessa o primário do transformador? 
 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 14 
Aplicação 
Rebeca Catunda P. M. 14 
 Exercício 3: Seja considerado um transformador monofásico ideal, cuja 
potência seja de 1000 VA, tensão do seu circuito primário de 220 V e a do 
secundário de 110 V, determine: 
 
a) Sua relação de transformação; 
b) As correntes do circuito primário e secundário; 
c) Se o transformador é elevador, abaixador ou isolador; 
d) Se o número de espiras do secundário for de 400 espiras, qual será o 
número de espiras do primário? 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 15 
Aplicação 
Rebeca Catunda P. M. 15 
 Exercício 4: Uma carga de 10 Ω solicita uma corrente de 20 A do lado de 
AT de um transformador cuja relação de espiras é de 1/8. Calcule: 
 
a) A tensão secundária 
b) A tensão primária 
c) A corrente primária 
d) A capacidade em VA do transformador 
 
 
 
 
 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 16 
Aplicação 
Rebeca Catunda P. M. 16 
 Exercício 5: Um transformador tem no primário e no secundário 
respectivamente 4000 espiras e 700 espiras. A tensão no primário é de 
1500 V. Sabendo que a potência ativa consumida é de 30 W com um fator 
de potência de 0,6. Calcule: 
 
a) A relação de transformação. 
b) A tensão no secundário. 
c) As intensidades de correntes no secundário e no primário. 
d) A Potência nominal do transformador. 
 
 
 
 
 
 
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Aplicação 
Rebeca Catunda P. M. 17 
 Exercício 6: Um transformador monofásico ideal fornece, num dado 
instante, a uma carga indutiva (cos Ɵ = 0,7) uma intensidade da corrente 
de 5 A, sob uma tensão de 130 V. A tensão no primário é de 220 V. 
 
a) Calcule as potências aparente, ativa e reativa no secundário. 
b) Calcule a impedância da carga. 
c) Calcule a intensidade da corrente no primário. 
d) Sabendo que a intensidade nominal no primário é de 5 A, calcule: 
 i) A intensidade nominal no secundário. 
 ii) A potência nominal do transformador. 
 iii) A impedância nominal da carga. 
 
 
 
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