O que é um transformador?

Um transformador é um dispositivo eletromagnético que permite aumentar ou diminuir a tensão de corrente alternada (CA) de um circuito para outro, mantendo a potência elétrica praticamente constante. Essa capacidade de alterar a tensão é fundamental para a transmissão e distribuição eficiente de energia elétrica.

Como funciona um transformador?

Um transformador é composto por dois enrolamentos de fio condutor, chamados de primário e secundário, que são enrolados em um núcleo de material ferromagnético. Quando uma corrente elétrica alternada passa pelo enrolamento primário, ela gera um campo magnético variável no núcleo. Esse campo magnético variável induz uma corrente elétrica no enrolamento secundário.

A relação entre o número de espiras nos enrolamentos primário e secundário determina a relação de transformação ¹ do transformador. Se o enrolamento secundário tiver mais espiras do que o primário, a tensão no secundário será maior do que a tensão no primário (transformador elevador). Se o enrolamento secundário tiver menos espiras do que o primário, a tensão no secundário será menor do que a tensão no primário (transformador abaixador).convencionais imersos em óleo

Tipos de transformadores

Existem diversos tipos de transformadores, classificados de acordo com sua aplicação, potência, tensão, etc. Alguns exemplos são:

• Transformadores de potência: utilizados em subestações e linhas de transmissão para elevar ou abaixar a tensão da energia elétrica.
• Transformadores de distribuição: utilizados em postes e edifícios para reduzir a tensão da energia elétrica para níveis adequados ao consumo.
• Transformadores de isolamento: utilizados para isolar eletricamente um circuito de outro, protegendo equipamentos e pessoas.
• Transformadores de áudio: utilizados em equipamentos de som para amplificar ou adaptar sinais de áudio.

Aplicações dos transformadores

Os transformadores são amplamente utilizados em diversas áreas, como:

Indústria: os transformadores são utilizados em máquinas e equipamentos industriais, como motores, transformadores de solda, etc.

Transmissão e distribuição de energia elétrica: os transformadores são essenciais para levar a energia elétrica das usinas até os consumidores, com tensões adequadas para cada etapa do processo.

Eletrônica: os transformadores são utilizados em diversos equipamentos eletrônicos, como computadores, televisores, rádios, etc.

Telecomunicações: os transformadores são utilizados em equipamentos de comunicação, como telefones, celulares, etc.

Como os transformadores funcionam?

Os transformadores são dispositivos que fazem uso do princípio da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday. Se quiser saber mais sobre o assunto, sugerimos que acesse o nosso texto Lei de Faraday. A principal função dos transformadores é a de mudar o valor da tensão elétrica e da corrente elétrica, elevando-os ou diminuindo-os.

A estrutura básica dos transformadores consiste em dois enrolamentos de fios condutores, chamados de primário e secundário, enrolados em volta de uma barra de ferro, que geralmente tem o formato de um U.

Quando uma corrente alternada atravessa um dos enrolamentos, ela produz um campo magnético oscilante, que é transmitido ao longo da barra de ferro. Esse campo magnético causa uma variação no fluxo magnético no segundo enrolamento de fios, que, por sua vez, faz surgir uma corrente elétrica induzida nesse enrolamento. Na figura a seguir, mostramos um esquema de um transformador elétrico simples:

Os transformadores podem ser usados tanto como elevadores como abaixadores de tensão. No primeiro caso, a tensão elétrica de saída, no enrolamento secundário, é maior que a tensão de entrada, aplicada sobre o enrolamento primário. Para que isso aconteça, é necessário que o enrolamento secundário tenha um maior número de espiras.

Como consequência do aumento de tensão, os transformadores que elevam a tensão fazem com que a corrente elétrica de saída seja reduzida na mesma medida em que a tensão elétrica é aumentada, ou seja, se a tensão elétrica for dobrada, a corrente elétrica será dividida pela metade.

Em razão do efeito Joule, sabemos que a dissipação de energia elétrica é proporcional à intensidade da corrente elétrica: quanto maior ela for, mais energia será perdida em forma de calor. E é por isso que os transformadores que elevam a tensão elétrica são especialmente úteis para a distribuição de energia elétrica, já que, após ter passado por um transformador desse tipo, a energia tem sua tensão elétrica elevada e, consequentemente, a corrente elétrica que percorre os fios é diminuída.

Aplicações dos Transformadores

Os transformadores são essenciais em várias etapas da cadeia de energia elétrica, desde a geração até o consumo final, bem como em diversas indústrias e setores específicos.

• Transmissão de Energia Elétrica: Um dos usos mais comuns dos transformadores é na transmissão de energia. Ao elevar a tensão para níveis muito altos, a corrente é reduzida, minimizando as perdas por aquecimento nos condutores. Ao chegar ao destino, transformadores rebaixam a tensão para níveis seguros de uso.
• Subestações Elétricas: Nas subestações, os transformadores de potência são usados para converter a energia de alta tensão, transportada pelas linhas de transmissão, para tensões mais baixas, adequadas para a distribuição em áreas urbanas e rurais.
• Indústria de Manufatura: Transformadores são amplamente usados em indústrias para alimentar equipamentos que operam em tensões específicas, como motores, fornos e máquinas CNC. Autotransformadores são comuns em aplicações onde é necessário ajuste fino de tensão.
• Eletrônica de Consumo: Pequenos transformadores são encontrados em dispositivos eletrônicos para converter a tensão da rede elétrica em níveis adequados para a operação de componentes sensíveis, como computadores e aparelhos de TV.
• Transformadores de Isolamento: São usados em aplicações industriais e hospitalares para isolar circuitos elétricos, fornecendo proteção contra choques elétricos e minimizando a interferência eletromagnética.

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