Transformadores: Funcionamento e Exercícios

Prévia do material em texto

Transformadores
Transformadores
Transformadores são utilizados para transferir energia
elétrica entre diferentes circuitos elétricos por meio de um
campo magnético, usualmente com diferentes níveis de
tensão.
� O transformador tem a função de transformar energia
elétrica em c.a. de um determinado nível de tensão para
um outro nível de tensão através da ação de um campo
magnético.
� Esse dispositivo consiste de duas ou mais bobinas
enroladas em um núcleo ferromagnético.
Introdução
enroladas em um núcleo ferromagnético.
� Normalmente, a única conexão entre essas bobinas é o
fluxo magnético que circula pelo núcleo ferromagnético.
Transformadores monofásicos
TRANSFORMADOR 
UTILIZADO EM 
SISTEMAS DE 
DISTRIBUIÇÃO
Transformadores monofásico
TRANSFORMADOR 
UTILIZADO EM 
SUBESTAÇÃO DE 
SISTEMAS 
Transformadores trifásico
SISTEMAS 
INDUSTRIAIS
Transformador utilizado em subestação de sistemas de 
distribuição (cerca de 3,5 metros de altura)
Transformadores trifásico
� Produção de um campo magnético.
i
André-Marie Ampère 
Revisão
“Quando um condutor é percorrido por uma corrente elétrica surge 
em torno dele um campo magnético”
� Lei circuital de Ampère.
André-Marie Ampère 
� Lei de Faraday.
e
φ fluxo
Revisão
Michael FaradayMichael Faraday
Constatações:
� Ao se aproximar ou afastar o ímã do solenóide (bobina) ocorre um
deslocamento do ponteiro do galvanômetro.
� Quando o ímã está parado, independentemente de quão próximo
este esteja do solenóide, não há deslocamento do ponteiro do
galvanômetro.
� Lei de Faraday.
e
φ fluxo
Revisão
Michael FaradayMichael Faraday
� A lei de Faraday declara que:
“Quando um circuito elétrico é atravessado por um fluxo magnético
variável, surge uma fem (tensão) induzida atuando sobre o mesmo.”
� A lei de Faraday também declara que:
“A fem (tensão) induzida no circuito é numericamente igual à
variação do fluxo que o atravessa.”
t
e
∆
∆
=
ϕ
� Lei de Faraday.
e
φ fluxo
Revisão
Michael FaradayMichael Faraday
Formas de se obter uma tensão induzida segundo a lei de Faraday:
� Provocar um movimento relativo entre o campo magnético e o
circuito.
� Utilizar uma corrente variável para produzir um campo magnético
variável.
t
e
∆
∆
=
ϕ
� Lei de Lenz.
Revisão
t
e
∆
∆
−=
ϕ
Heinrich Lenz
“A tensão induzida em um circuito fechado por um fluxo magnético 
variável produzirá uma corrente de forma a se opor á variação do 
fluxo que a criou”
t∆
Transformadores
e1 e2v1 v2
Primário Secundário
e1 e2v1 v2
Principio de funcionamento (1/4)
� O que acontece se energizamos a bobina 1 com uma fonte de
corrente continua?
� O que observa a bobina 2?
Principio de funcionamento (2/4)
� O que acontece se energizamos a bobina 1 do transformador com
uma fonte de corrente alternada?
� O que observa a bobina 2 do transformador?
Principio de funcionamento (3/4)
� Pela lei de indução de Faraday, surge uma tensão induzida na
bobina 2 do transformador.
Principio de funcionamento (4/4)
� Se uma carga é conectada na bobina 2 do transformador, uma
corrente i2 circulará pelo mesmo.
� Pela lei de Lenz, o sentido da corrente i2 é de forma a se opor á
variação do fluxo magnético que a criou.
Transformador Ideal
e1 e2v1 v2
(Relação de transformação)
1 1 1
2 2 2
v e N
a
v e N
= = =
1
2
2
1
N
N
i
i
=
a < 1 ⇒ V2 > V1 ⇒ transformador elevador
a > 1 ⇒ V2 < V1 ⇒ transformador abaixador
TransformadorTransformador
Exercícios
Transformador - Exercícios
e1 e2v1 v2
Transformador - Exercícios
Marque a alternativa ERRADA:
a) Transformadores são dispositivos eletromagnéticos que 
transformam o valor da tensão elétrica alternada, aplicada em sua 
entrada, para uma tensão alternada diferente na saída.
b) Os transformadores podem ser usados tanto para aumentar quanto 
para diminuir o valor da tensão.para diminuir o valor da tensão.
c) Um transformador consiste em duas bobinas enroladas no mesmo 
núcleo de ferro.
d) Um transformador consiste em uma bobina enrolada em dois 
núcleos de ferro.
e) Em transformadores com dois enrolamentos, é comum denominá-los 
de enrolamento primário e enrolamento secundário.
Transformador - Exercícios
Entre os dispositivos elétricos citados nas alternativas, qual o que só 
pode funcionar com corrente elétrica alternada?
a) Rádio
b) Transformador
c) Lâmpada incandescentec) Lâmpada incandescente
d) Chuveiro
e) Ferro de passar roupa
Transformador - Exercícios
Num transformador, a razão entre o número de espiras no primário
(N1) e o número de espiras no secundário (N2) é N1/N2=10.
Aplicando-se uma diferença de potencial alternada V1 no primário, a
diferença de potencial induzida no secundário é V2. Supondo tratar-se
de um transformador ideal, qual a relação entre V2 e V1?
a) V2 = V1/100a) V2 = V1/100
b) V2 = 10V1
c) V2 = 100V1
d) V2 = V1
e) V2 = V1/10
Transformador - Exercícios
Seja considerado um transformador monofásico, ideal, cuja potência
seja de 1000 W, tensão do seu circuito primário de 220 Volts e a do
seus circuito secundário de 110 Volts, determine:
a) Sua relação de transformação.
b) Considerando-o com o rendimento igual a um, quais os valores
das correntes do seu circuito primário e secundário, respectivamente.
Transformador - Exercícios
c) Este transformador é elevador, abaixador ou isolador.
d) Se o número de espiras do seu secundário Ns for de 400 espiras,
qual será o número de espiras do seu circuito primário Np.
Elevador