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Transformadores

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  • Transformadores

Existem diversos tipos de transformadores para as mais diversas situações, exemplificarei aqui a construção de um transformador de corrente alternada que converte 127 volts AC em 12 Volts AC.

  • Núcleo

O núcleo dos transformadores de baixa freqüência são feitos com um material ferromagnético especial chamado ferrosicilio por ser constituido de aço misturado com uma quantidade de 2% a 4% de silicio. A eficiencia de um transformador depende da qualidade do núcleo utilizado na confecção do mesmo. Os núcleos dos transformadores são um empilhamento de chapas de pequena espessura.

  • Perda de Foulcaut

Quando o primário é ligado a uma fonte de corrente alteranada, gera-se uma corrente no núcleo devido ao fluxo magnético variável, pois ele se comporta como uma espira em curto-circuito. Esta corrente parasita circulando pelo núcleo é denominada de Foulcaut e provoca o aquecimento do transformador.

  • Perda por Histerese

Devido a haver um atraso na indução em relação ao campo magnético, quando a corrente eletrica passa do valor maxiomo para o valor zero o campo magético também pssa, mas a indução mantem um valor residual ou permanente, isto provoca perdas no ferro, pois precisamos gastar energia para desmantar o ferro, a perda por histerese aumenta com a frequência dificultando a construção de transformadores para altas freqüências, ela també aumenta com a indução.

Para o exemplo as perdas serão consideradas entre 5% e 20%.

  • Perdas no Cobre

Devido a resistencia ohmica do cobre temos perda de potência no cobre, a resistencia ohmica do cobre contribui para o aquecimento do transformador.

Exemplo de cálculo de um transformador

1) Calculo da potencia total dos secúndarios

2) Divide-se a potência do secundário pelo rendimento, para transformadores contruidos manualmente pode-se arbitrar o rendimento em 0,8.

3) Calcula-se a secçào do núcleo pela formula:

4) Determina-se o número de espiras do primário pela fórmula:

Onde:

V1 = Tensão do primário
B = fluxo em linhas por centimetro quadrado
S = Área do núcleo
f = freqüência em hertz

5) Sabendo que:

temos:



Onde:

E1 = voltagem do primário
N1 = número de espiras do primário

Isto é um exemplo do processo de cálculo de um transformador, não aconselho contruir um transformador baseado somente nas informações aqui existentes.

Fórmulas utilizadas

Potência total secundario

Potencia_VA= Volts_VA*Corrente_IA
Potencia_PB = Volts_VB*Corrente_IB

Potência total secundario


Potencia_PS = (Potencia_PA +Potencia_PB)

Potência primário

Potencia_PP = PS/rendimento

Á rea do núcleo

S = 1.2* raiz(Potencia_PP)

Número de espiras primário

Espiras_Primário = (Volts_VP*100e+6)/(4.44*B*S*F)

Relação espiras por volt

r = Espiras_Primário/Volts_VP

Espiras_Secundario_VA= r*Volts_VA
Espiras_Secundario_VB = r*Volts_VB

SP = (Potencia_PP/Volts_VP)/densidade
SA = Corrente_IA/densidade
SB = Corrente_IB/densidade
CorrentePrimario = Potencia_PP/Volts_VP


 

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