Transformador Isolador
As Indústrias ou até pequenos comércios, tem a necessidade de manter seguro o funcionamento da sua produção. A princípio não imaginamos que os problemas que aparecem nas máquinas são devidos à instabilidades na tensão elétrica de alimentação. Já que são essas variações elétricas nas tensões do local instalado, as responsáveis pela forma incorreta de funcionamento. Nesse sentido é preciso um transformador isolador para minimizar tais problemas.
O que é?
Primeiramente, o transformador é um dispositivo que permite elevar ou abaixar os valores de tensão em um circuito de CA. Dessa forma, a maioria dos equipamentos eletrônicos emprega transformadores para elevar ou abaixar tensões.
Funcionamento de um Transformador Isolador
Ao se ligar uma bobina a uma fonte de CA, um campo magnético variável surge ao seu redor. Assim sendo, se outra bobina for aproximada da primeira, o campo magnético da bobina cortará as espiras da segunda bobina.
Por consequência da variação do campo magnético sobre as espiras, surge uma tensão induzida na segunda bobina.
A bobina na qual se aplica a tensão CA é denominada primário do transformador isolador. A bobina onde surge a tensão induzida é denominada secundário do transformador.
Isolação Magnética
As bobinas primária e secundária são eletricamente isoladas entre si. Em outras palavras, a transferência de energia de uma para a outra se dá exclusivamente através das linhas de forças magnéticas. Dessa forma, a tensão induzida no secundário é proporcional ao número de linhas magnéticas que cortam a bobina secundária e ao número de suas espiras. Por isso, o primário e o secundário são montados sobre um núcleo de material ferromagnético.
Função do Núcleo
A função do núcleo é diminuir a dispersão do campo magnético, fazendo com que o secundário seja cortado pelo maior número possível de linhas magnéticas. Como resultado, obtém-se uma transferência melhor de energia entre primário e secundário. A figura a seguir mostra isso:
Com o emprego do núcleo, embora o aproveitamento do fluxo magnético gerado seja melhor, o ferro maciço sofre perdas por aquecimento causadas por dois fatores: a histerese magnética e as correntes parasitas.
As perdas por histerese magnética são causadas pela oposição que o ferro oferece à passagem do fluxo magnético. Embora essas perdas sejam diminuídas com o emprego de ferro doce na fabricação do núcleo.
As perdas por corrente parasita (ou por correntes de Foucault) aquecem o ferro. Em suma, porque a massa metálica sob variação do fluxo gera dentro de si mesma uma força eletromotriz (FEM). Sendo assim, a FEM gera uma circulação de corrente parasita que, por Efeito Joule, aquece o núcleo.
O transformador isolador isola também os ruídos, eliminando as interferências. Desse modo é bem usado no setor de áudio e vídeo e eliminando possíveis ruídos de interligação. Além disso, também é uado para alimentar motores, geradores, no-break, equipamentos de ar condicionado, em área civis, compressores,hospitais etc.
Características Construtivas de um Transformador Isolador
A fim de que seu aquecimento seja minimizado, os núcleos são construídos com chapas de ferro isoladas entre si. Inegavelmente o uso de lâminas não elimina o aquecimento, mas este se torna bastante reduzido em relação ao núcleo de ferro maciço.
Além disso, as chapas de ferro contêm uma porcentagem de silício em sua com posição. Isso favorece a condutibilidade do fluxo magnético.
Representação
A figura a seguir mostra os símbolos usados para representar o transformador isolador, segundo a norma da ABNT:
Além disso, os traços colocados no símbolo entre as bobinas do primário e secundário indicam o núcleo de ferro laminado. O núcleo de ferro é usado em transformadores que funcionam em baixas freqüências (50, 60 e 120Hz).
Contudo, para frequências altas (kHz), os transformadores são geralmente montados em núcleo de ferrite, cujo símbolo é mostrado a seguir:
Fabricação de um Transformador Isolador
O transformador isolador é fabricado com enrolamento em alumínio, ou cobre e lâminas de aço silício, seja em grão orientado, ou não orientado. Além disso apresenta isolação a seco em verniz . Depois de finalizado é alojado em um invólucro em aço, com pintura eletrostática. Em síntese, procedimento dentro dos padrões exigidos pela norma da ABNT.
Esse tipo de transformador tem como vantagem não agredir a natureza por não liberar gases tóxicos. Em segundo lugar, adaptam-se com facilidade ao sistema de ventilação forçada, aumentando a capacidade nominal em até 40%. Alem de resistir a altas temperaturas e de apresentar um baixo nível de ruído e serem isentos de manutenção.
O núcleo utilizado para formar o transformador isolador tem que ser de alta qualidade com grãos orientados, o que garante maior rendimento, segurança e economia.
Transformador Isolador com mais de um Enrolamento Secundário
Com o intuito de se obter várias tensões diferentes, os transformadores podem ser construídos com mais de um secundário, como mostrado a seguir:
Relação de Transformação
De acordo com o visto anteriormente, a aplicação de uma tensão CA ao primário de um transformador causa o aparecimento de uma tensão induzida em seu secundário. Analogamente, aumentando-se a tensão aplicada ao primário, a tensão induzida no secundário aumenta na mesma proporção. Essa relação entre as tensões depende fundamentalmente da relação entre o número de espiras no primário e secundário.
Por exemplo, em um transformador isolador com primário de 100 espiras e secundário de 200 espiras, a tensão do secundário será o dobro da tensão do primário. Desse modo, Np sendo o número de espiras do primário e Ns do secundário, pode-se escrever:
Vs/VP = 2 Ns/Np
O resultado da relação Vs/VP e Ns/ NP é chamado de relação de transformação e expressa relação entre a tensão aplicada ao primário e a tensão induzida no secundário. Então um transformador pode ser construído de forma a ter qualquer relação de transformação que seja necessária. Veja exemplo na tabela a seguir:
Relação de Potência
Sabe-se que um transformador isolador recebe uma quantidade de energia elétrica no primário. Em seguida, é transformada em campo magnético e, posteriormente convertida novamente em energia elétrica que será disponibilizada no secundário
Primeiramente, a quantidade de energia absorvida da rede elétrica pelo primário é denominada de potência do primário, representada pela notação PP. Admitindo-se que não existam perdas por aquecimento do núcleo, pode-se concluir que toda a energia absorvida no primário está disponível no secundário.
A energia disponível no secundário chama-se potência do secundário (PS). Sendo assim, se não existem perdas, é possível afirmar que PS = PP.
A potência do primário depende da tensão aplicada e da corrente absorvida da rede, ou seja:
PP = Vp x Ip
Assim sendo, a potência do secundário é o produto da tensão e corrente no secundário, ou seja:
PS = Vs x Is
Em suma, a relação de potência do transformador ideal é, portanto:
Vs x Is = Vp x Ip.
Essa expressão permite que se determine qualquer um dos valores do transformador isolador se outros três forem conhecidos.
Fale com a Núcleo ATS Transformadores e faça um orçamento sem compromisso. Comprar transformador isolador vai trazer mais segurança em sua instalação, além de garantir alta eficiência energética.
Ligue: (11) 4038 7080 ou mande um e-mail: nucleoats@nucleoats.ind.br
Saiba mais sobre :
Saiba mais sobre nossos posts:
Conceitos de Energia Solar Fotovoltaica
Aproveite e curta nossa página no instagram , facebook e Linkedin