02 - Transformadores

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TransformadoresDef.: Mquina que opera segundo o princpio da Induo mtua entre duas, ou mais, bobinas ou circuitos indutivamente acoplados.

PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO: lei de Faraday e lei de Lenz Lei de Faraday (Fsico Ingls, 1831) Todo condutor atravessado pelas linhas de fora de um campo magntico varivel sofre a induo de uma tenso proporcional variao do fluxo que o enlaa.

A lei de Lenz (Fsico Russo, 1833)

A corrente induzida pela variao de um fluxo magntico cria tambm um fluxo magntico que tende a se opor variao que a produziu.

Os circuitos no so ligados fisicamente; No existe conexo condutiva; Circuito 1 circuito primrio (recebe energia da fonte CA); Dependendo do grau de acoplamento magntico, est energia transferida do ckt 1 para o ckt 2 (circuito secundrio); Ncleo de ar (acoplamento frouxo) somente uma pequena quantidade de energia transferida;

Se as duas bobinas estiverem enroladas sobre um ncleo comum de ferro, eles (os ckts) estaro fortemente acoplados;

Neste caso, quase toda energia transformadora ao secundrio;

transferida

por

ao

Coeficiente de Acoplamento k = m/ (m+ 1)

Relaes no transformador ideal Ncleo de ferro laminado; 1 e 2 = 0 e k = 1 (trafo ideal); Possui apenas o m; A direo de i1 produz a direo de m; E1 produz uma polaridade + na parte superior da bobina primria que se ope instantaneamente a V1;

A polaridade + de E2 produz um fluxo desmagnetizante oposto a m; i2 surge (devido carga) em resposta a polaridade de E2 e produz o fluxo desmagnetizante; Com a carga igual a zero, ou o secundrio em aberto: z =

Trafo em vazio e com cargaTrafo em vazioImcorrente de magnetizao m fluxo magntico mtuo

Trafo com carga(secundrio)

Secundrio com cargaN2 . I2 produz um fluxo desmagnetizante que reduz m, E1 e E2. A reduo de E1 produz uma componente primria da corrente de carga I1 que circula no primrio, tal que: I1.N1 = I2.N2

Desta forma, restabelecendo m. Assim, I1.N1 = I2.N2(Ampresespiras primrios e secundrios so iguais e opostos).Ento, a igualdade entre a Fmm desmagnetizante do secundrio (N2.I2) e a componente primria da Fmm(N1.I1), que circula devido carga para equilibrar sua ao desmagnetizante pode ser escrita: I1.N1 = I2.N2 ou (I2/I1) = (N1/N2) =

Onde: Relao de espiras primrias para secundrias ou relao de transformao; I1 componente de carga da corrente primria; I2 corrente de carga ou secundria; N1 e N2 nmero de espiras do primrio e secundrio.

Primrio trafo carregado

Usando a quantificao de Neumann da Lei de Faraday, a relao de transformao pode ser expressa em funo das tenses, ou seja:E1 = N1 . (dm/dt) E2 = N2 . (dm/dt) Como a variao do fluxo mtuo que concatena N1 e N2 a mesma, ento: (E1/E2) = (N1/N2) = (v1/v2) = Da, pode-se conduzir relao fundamental de potncia entre primrio e secundrio: E1 . I1 = E2 .I2

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