Transformadores de rede

Definição de transformador de rede

Um transformador de rede consiste essencialmente em duas ou mais bobinas e um núcleo de ferro comum. Os enrolamentos de um transformador são normalmente feitos de fio de cobre isolado e são enrolados no núcleo de ferro. De um modo geral, os transformadores de rede são utilizados em situações semelhantes às dos autotransformadores. São utilizados principalmente quando é necessário separar o ponto estrela dos sistemas de alta tensão e de baixa tensão. Os transformadores de rede são também maiores do que os autotransformadores, tanto em termos de dimensão física como em termos de potência (potência nominal).

Transformador de rede Função

Um transformador de rede é constituído por um circuito magnético, conhecido como núcleo. O núcleo tem dois enrolamentos que transportam corrente, o chamado enrolamento primário e o enrolamento secundário. Se for aplicada uma tensão eléctrica alternada ao enrolamento primário, começa a fluir uma corrente alternada através do enrolamento primário. Esta corrente alternada gera um campo magnético no enrolamento, que altera a sua intensidade e frequência com a fonte de corrente alternada. O fluxo magnético do transformador muda com a frequência da tensão CA. Os transformadores de rede são normalmente enrolados de acordo com o isolamento galvânico.
O cobre tem o melhor valor de condutividade com γ = 56, à exceção da prata. O alumínio, por outro lado, tem apenas γ = 36. O alumínio segue-se, portanto, a uma distância de cerca de 35 por cento. O cobre é, portanto, o melhor metal e o alumínio “apenas” o segundo melhor dos materiais condutores de energia eléctrica técnica e economicamente utilizáveis. Todos os outros metais não podem ser considerados condutores, e as ligas têm geralmente uma condutividade consideravelmente mais baixa do que os metais puros. A prata e o ouro estão completamente excluídos devido ao seu elevado preço.

Estrutura do transformador de rede

Um transformador é essencialmente constituído por duas ou mais bobinas e um núcleo de ferro comum. Os enrolamentos de um transformador são normalmente feitos de fio de cobre isolado e são enrolados no núcleo de ferro. A tensão de entrada é aplicada ao enrolamento primário do transformador. É por esta razão que a bobina do enrolamento primário é frequentemente designada por bobina primária. A tensão de entrada é aplicada à bobina primária. A tensão alternada na bobina primária cria um campo magnético alternado devido à indutância. O fluxo magnético passa através da bobina secundária com a ajuda do núcleo de ferro. A tensão de saída pode, por conseguinte, ser obtida a partir do lado secundário do transformador. Correspondendo ao lado primário, a bobina do lado secundário é designada por bobina secundária. O rácio de enrolamento da bobina primária e secundária define se a tensão de saída é inferior ou superior à tensão de entrada. Se o número de espiras da bobina secundária for superior ao da bobina primária, a tensão de saída é superior à tensão de entrada. No entanto, se o número de espiras da bobina secundária for inferior, a tensão de saída é inferior à tensão de entrada. Se ambas as bobinas tiverem o mesmo número de voltas de fio à sua volta, a tensão de saída é igual à tensão de entrada. Um transformador de rede funciona principalmente com tensão alternada. O rácio do número de enrolamentos é decisivo para a alteração da potência, tensão ou corrente. N1/N2. É importante notar que o transformador pode aumentar ou diminuir a tensão ou a corrente. A respectiva contrapartida diminuirá ou aumentará na mesma medida.
A tecnologia de fabrico do núcleo e a qualidade do núcleo do transformador (núcleo de ferro) utilizado têm um efeito no circuito magnético. Idealmente, o circuito magnético de um transformador (campo magnético) deve gerar baixas perdas por correntes de Foucault e ter baixas perdas por remagnetização (perdas por histerese). Outro aspeto são as resistências no enrolamento de um transformador. As perdas no enrolamento só podem ser reduzidas com enrolamentos em camadas e ordenados nas bobinas primária e secundária e com o melhor metal de enrolamento. A tensão é regulada pelo número de voltas da bobina. A intensidade da corrente determina o diâmetro do metal do enrolamento.
A potência nominal de um transformador é expressa em VA ou kVA (VA significa volt-ampere e é a unidade de medida da potência eléctrica aparente, kVA significa kilovolt-ampere).

Utilização de transformadores de rede

Os transformadores de rede são utilizados em situações semelhantes às dos autotransformadores. Os transformadores de rede são também utilizados na distribuição de energia, em várias instalações industriais e nos caminhos-de-ferro.