Estudo dos transformadores

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Estudo dos transformadores 
Como a energia elétrica é gerada e transformada? 
A água de um rio é represada através da construção de uma barragem. Esta água é conduzida 
por meio de grandes tubulações até uma turbina (roda com pás) que gira. A turbina, por sua vez, 
está ligada a um gerador de energia elétrica através de um eixo. O gerador entra em movimento 
(um ímã movimenta-se no interior de uma bobina) e devido ao seu campo magnético surge a 
corrente elétrica. 
A geração de energia elétrica em uma usina hidrelétrica nada mais é do que a transformação de 
energia hídrica (a força das águas de um rio) em energia mecânica (que movimenta turbina e 
gerador) que é, posteriormente, transformada em energia elétrica. Após ser gerada, esta 
energia é transformada em alta tensão em uma subestação e conduzida através de linhas de 
transmissão até os centros consumidores. Claro que existe outras formas de geração. 
 
 
O transformador básico é constituído por duas bobinas eletricamente isoladas enroladas em 
torno de um núcleo comum. O núcleo de transformadores utilizados em baixas frequências é 
feito de ferro laminado que é material magnético. A bobina que recebe energia de uma fonte 
CA é denominada de primário enquanto a bobina que fornece energia para uma carga CA é o 
secundário. Entretanto existem transformadores nos quais as bobinas são enroladas em torno 
de formas ocas de plástico ou papelão, não magnéticas, nas quais o material que forma o núcleo 
é, na verdade, o ar. O transformador só funciona em corrente alternada. 
 
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Relação entre a tensão e o número de espiras 
As tensões no primário e no secundário são diretamente proporcionais aos respectivos números 
de espiras. 
𝑉𝑃
𝑉𝑠
= 
𝑁𝑝
𝑁𝑠
 
Relação entre a tensão e a corrente 
As correntes que circulam no primário e no secundário são inversamente proporcionais às 
respectivas tensões. 
𝑉𝑃
𝑉𝑠
= 
𝐼𝑠
𝐼𝑝
 
Relação entre a corrente e o número de espiras 
As correntes que circulam no primário e no secundário são inversamente proporcionais aos 
respectivos números de espiras. 
𝑁𝑃
𝑁𝑠
= 
𝐼𝑠
𝐼𝑝
 
Eficiência de um transformador 
A eficiência eF (ou rendimento) de um transformador é a razão entre a potência de saída no 
secundário e a potência de entrada no primário. 
𝒆𝑭 = 
𝑃𝑠
𝑃𝑝
 
Para um transformador ideal a potência de entrada no primário PP é igual à potência de saída 
no secundário PS. Neste caso se diz que a eficiência (ou rendimento) eF do transformador é de 
100%. 
Sobre o experimento 
Montagem e funcionamento de um transformador didático 
Objetivos: 
1. Reconhecer os pormenores da montagem de um transformador didático e o seu 
funcionamento. 
2. Obter as relações entre as tensões entre primário e secundário. 
3. Obter as relações entre o número de espiras das bobinas do primário e secundário. 
4. Avaliar a eficiência (rendimento) dos transformadores montados. 
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Procedimento experimental 
1. Utilizar a placa de ensaios de circuitos elétricos para fixar os componentes do experimento. 
2. Montar no núcleo do transformador uma bobina de N1 espiras (enrolamento primário) e outra 
N2 espiras (enrolamento secundário), conforme mostra a figura. Apertar bem os parafusos que 
seguram o núcleo. 
 
3. Ligar os terminais do primário à fonte de tensão de 6,34V AC. 
4. Ligar os terminais do enrolamento secundário ao voltímetro e informar na tabela o valor 
medido da DDP de saída. 
5. Preencher a tabela com os dados obtidos dos diferentes transformadores montados, 
mantendo sempre a tensão de 6,34 V na entrada. 
Tabela de dados 
N1 
(Primário) 
N2 
(Secundário) 
V1(Primário) 
(V) 
V2(Secundário) 
(V) 
N1 / N2 V1/V2 
Erro (%) 
 N1 / N2 V1/V2 
200 600 
400 200 
600 400 
200 400 
600 200 
400 600 
Sobre a análise dos dados 
1. Considerar uma tolerância de 5% de desvio entre os valores do quociente V2/N2 e calcular o 
valor médio do quociente. O que se pode concluir a respeito da variação dos valores medidos? 
2. Como manteve-se constante a tensão e o número de espiras no primário, o que se pode 
concluir a respeito da relação V2/N2 no secundário do transformador?