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TRABALHO - Transformador e motor

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TRANSFORMADOR
Um transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, transformando tensões, correntes e ou de modificar os valores da impedância elétrica de um circuito elétrico. Trata-se de um dispositivo de corrente alternada que opera baseado nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz.
O transformador consiste de duas ou mais bobinas ou enrolamentos e um "caminho", ou circuito magnético, que "acopla" essas bobinas. Há uma variedade de transformadores com diferentes tipos de circuito, mas todos operam sobre o mesmo princípio de indução eletromagnética.
Leis e Conceitos Fundamentais
1.1.1 Experiência de Oersted
	“Todo condutor percorrido por uma corrente elétrica, cria em tono de si um campo magnético”.
1.1.2 Lei de Faraday:
	“Todo condutor mergulhado em um campo magnético variável, terá em seus terminais uma força eletromotriz induzida”.
1.1.3 Lei de Lenz
	“A corrente que aparece em um circuito elétrico fechado, em função de uma f.e.m. (força eletromotriz) induzida, tem sentido tal a anular a causa que lhe deu origem”.
1.1.4 Corrente contínua
	É a corrente que passa através de um condutor ou de um circuito elétrico somente em um sentido. Uma fonte de tensão contínua pode variar o valor de sua tensão de saída, mas se a prioridade for mantida, a corrente fluirá somente em um sentido.
1.1.5 Corrente alternada
São correntes que possuem picos positivos e negativos, passando por um valor nulo num intervalo de tempo.
 1.2 Noções Sobre O Funcionamento Dos Transformadores
Um transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito à outro, transformando tensões, correntes e ou de modificar os valores das Impedância elétrica de um circuito elétrico. Trata-se de um dispositivo de corrente alternada que opera baseado nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz.
O transformador consiste de duas ou mais bobinas ou enrolamentos e um "caminho", ou circuito magnético, que "acopla" essas bobinas. Há uma variedade de transformadores com diferentes tipos de circuito, mas todos operam sobre o mesmo princípio de indução eletromagnética.
No caso dos transformadores de dois enrolamentos, é comum se denominá-los como enrolamento primário e secundário, existem transformadores de três enrolamentos sendo que o terceiro é chamado de terciário. Existe também um tipo de transformador denominado Autotransformador, no qual o enrolamento secundário possui uma conexão elétrica com o enrolamento do primário.
O campo magnético pode induzir uma tensão noutro indutor, se este for enrolado sobre uma mesma forma ou núcleo. Pela Lei de Faraday, a tensão induzida será proporcional à velocidade de variação do fluxo, e ao número de espiras deste indutor.
E2 = N2 df/dt
Aplicando aos dois enrolamentos, a lei permite deduzir a relação básica do transformador.
A relação de correntes é oposta à de tensões. I1/I2 = N2/N1
O índice um se refere ao indutor ao qual se aplica tensão, o primário, e dois, àquele que sofre indução, o secundário.
O transformador é um conversor de energia elétrica, de alta eficiência (podendo ultrapassar 9%), que altera tensões e correntes, e isola circuitos.
1.3. Princípio de funcionamento
Existem diversos tipos de transformadores: os monofásicos, que operam no máximo em duas fases (127V -220V ); os trifásicos (ou de potência), que funcionam em três fases (220V-380V-440V) e são aplicados na transformação de tensão e corrente, em que eleva-se a tensão e diminui-se a corrente, assim diminuindo a perda por Efeito Joule (perdas por sobreaquecimento nos enrolamentos); os autotransformadores, que tem o seu enrolamento secundário ligado eletricamente ao enrolamento primário e os de baixa potência, que são utilizados unicamente para diminuir impedâncias de circuitos eletrônicos e para casar impedâncias, a utilização deste tipo de transformador se dá a partir da acoplagem deste à entrada do primário de outro transformador.
O fenômeno da transformação é baseado no efeito da indução mútua. Veja a figura abaixo, onde temos um núcleo constituído de lâminas de aço e onde foram construídos dois enrolamentos.
 
Figura 2 - Diagrama Transformador
Onde: 
U1 = tensão aplicada na entrada (primária)
N1 = número de espiras do primário
N2 = número de espiras do secundário
U2 = tensão de saída (secundário)
Se aplicarmos uma tensão U1 alternada ao primário, circulará por este enrolamento uma corrente I1 alternada que por sua vez dará condições ao surgimento de um fluxo magnético também alternado.
A maior parte deste fluxo ficará confinado ao núcleo, uma vez que é este o caminho de menor relutância. Este fluxo originará uma força eletromotriz (f.e.m.) E1 no primário e E2 no secundário, proporcionais ao número de espiras dos respectivos enrolamentos, segundo a relação:
Onde:
a = razão de transformação ou relação entre espiras
As tensões de entrada e saída U1 e U2. Diferem muito pouco das f.e.m. induzidas E1 e E2 e para fins práticos podemos considerar:
Podemos também provar que as correntes obedecem à seguinte relação:
Ou:
Onde: 
I1 = corrente no primário
I2 = corrente no secundário
Quando a tensão do primário U1 é superior a do secundário U2, temos um transformador abaixador (step down). Caso contrário, teremos um transformador elevador de tensão (step up).
Para o transformador abaixador, a > 1 e para o elevador de tensão, a < 1.
Cabe ainda fazer notar que sendo o fluxo magnético proveniente de corrente alternada, este também será alternado, tornando-se um fenômeno reversível, ou seja, podemos aplicar uma tensão em qualquer dos enrolamentos que teremos a f.e.m. no outro.
Baseando-se neste princípio, qualquer dos enrolamentos poderá ser o primário ou secundário. Chama-se de primário o enrolamento que recebe a energia e secundário o enrolamento que alimenta a carga.
1.4. Tipos de transformadores
1.4.1 Auto-Transformador
Um auto-transformador é um transformador cujos enrolamentos primário e secundário coincidem parcialmente. Conforme se ilustra, os acessos ao primário e ao secundário são coincidentes ou com as extremidades ou com pontos intermédios do enrolamento, sendo um dos terminais do primário sempre coincidente com um dos do secundário. O auto-transformador é do tipo redutor quando o número de espiras do secundário é inferior ao do primário, e do tipo elevador no caso contrário.
Figura 1.4.1 Auto-transformador redutor (a) e elevador (b)
Em qualquer dos casos, a relação de transformação é dada pelo cociente entre o número de espiras
	
Uma das consequências da coincidência parcial entre os enrolamentos do primário e do secundário é a perda de isolamento galvânico entre as bobinas. No entanto, o auto-transformador apresenta um vasto conjunto de vantagens face aos transformadores comuns, designadamente no que respeita ao seu custo (um único enrolamento e, em certos casos, com condutores de menor secção), ao volume, à queda de tensão e ao rendimento (menores perdas nos enrolamentos). Os auto-transformadores são vulgarmente utilizados na elevação e na redução da tensão em redes de distribuição de energia eléctrica, na sintonia e adaptação entre antenas e pré-amplificadores em receptores de telecomunicações.
1.4.2 Transformadores com Múltiplos Enrolamentos
Os transformadores podem ser construídos com múltiplos enrolamentos primários ou secundários. Os enrolamentos encontram-se acoplados uns aos outros através de um núcleo magnético comum, sendo em geral todos eles sede de fluxo magnético e de força electro-motriz induzida. 
Na Figura 1.4.2 apresentam-se diversas ligações alternativas de um transformador com dois enrolamentos secundários. Por exemplo, no caso representado em (b) os enrolamentos do secundário são utilizados em circuitos isolados do ponto de vista galvânico, nos casos considerados em (c) e (d) os enrolamentos são ligados em série um com o outro, resultando, respectivamente,

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