Transformadores Elétricos

Transformadores elétricossão dispositivos eletromagnéticos acoplados indutivamente que transferem energia elétrica de um circuito para outro. Todos os equipamentos operados eletronicamente dependem de transformadores de potência para converter correntes elétricas em tensões adequadas a uma aplicação específica, e transformadores de corrente também são necessários para armazenar e transportar energia através de linhas e redes elétricas.

Como existem tantos contextos em que a transformação eletrônica é necessária, existe uma grande variedade de transformadores elétricos para acomodá-los. Autotransformadores, transformadores elevadores e abaixadores (que podem ser encontradosaquieaquirespectivamente), transformadores toroidais, transformadores zig-zag e transformadores de pulso são apenas alguns exemplos. Ao transferir energia elétrica através de dois estágios de bobina, os transformadores podem aumentar, diminuir, isolar, traduzir e padronizar correntes elétricas para alimentar com segurança equipamentos eletrônicos de todos os requisitos de tensão. Os fabricantes de transformadores elétricos configuram os transformadores de forma diferente para atender a todos os tipos de aplicações de transformação elétrica e variam em tamanho, desde transformadores do tamanho de um polegar em lâmpadas elétricas ou microfones até os enormes transformadores estacionários em instalações de energia. Os transformadores de baixa tensão convertem correntes elétricas em tensões que se adaptam a aparelhos como luzes dimmer e outros pequenos dispositivos eletrônicos, enquanto os transformadores de alta tensão são usados ​​na transmissão de eletricidade entre instalações de geração de energia e seus pontos de consumo. A maioria dos transformadores são transformadores de isolamento porque facilitam a transmissão de eletricidade por indução, e muitos transformadores são transformadores trifásicos, capazes de transformar eletricidade em 3 fases.

Além de converter correntes para uma tensão mais alta ou mais baixa, os transformadores elétricos podem servir para isolar partes de circuitos de outras. Os autotransformadores, por outro lado, não possuem isolamento entre a fonte e o circuito de carga; eles transmitem eletricidade através de condutores que estão em contato uns com os outros. Você pode encontrar uma lista de fabricantes que fabricam esses tipos de transformadores emDiretório IQS.

Um transformador elétrico pode ser tão grande quanto os transformadores de cerca para instalações inteiras ou pode ser pequeno o suficiente para ser embutido em eletrodomésticos, como luminárias. Transformadores elétricos são necessários quando há uma diferença de tensão entre um componente ou aparelho eletrônico e uma fonte de alimentação elétrica. A segurança é de extrema importância nessas situações, pois usar uma tensão muito alta ou muito baixa para alimentar um dispositivo pode causar sérios problemas. Tensão excessiva pode causar falha ou destruição do dispositivo; em casos graves, a sobretensão pode causar incêndios e expor os usuários a choques elétricos potentes. Em caso de subtensão, a deficiência de tensão também pode causar falha do dispositivo.

Transformadores de instrumento, incluindo transformadores de corrente, medem e monitoram com precisão a tensão de alimentação à medida que ela é transmitida proporcionalmente pelas bobinas primária e secundária. Transformadores abaixadores convertem tensões mais altas em tensões mais baixas por terem menos enrolamentos de bobina secundária, enquanto o maior número de enrolamentos de bobina secundária dos transformadores elevadores permite que eles convertam tensões mais baixas em tensões de saída mais altas. Transformadores toroidais são transformadores em formato de rosca que são altamente eficientes em termos de espaço e excelentes para reduzir a interferência eletromagnética; indutores limitam a quantidade de fluxo CA para um aparelho ou aplicação transitória, enquanto suprimem o ruído de alta frequência, semelhante aos toroides. Transformadores de isolamento desacopla dois circuitos, permitindo que a energia CA se mova de um dispositivo para outro sem que os dois circuitos se conectem; isso é obtido por ter as bobinas primária e secundária não conectadas diretamente. Inversores são capazes de converter tensão de corrente contínua (CC) em tensão de corrente alternada (CA), enquantotransformadores de pulso elétricoCriam os surtos elétricos utilizados em telecomunicações e aplicações de lógica de detalhes, como flashes de câmeras, equipamentos de radar e aceleração de partículas. Além disso, os transformadores zig-zag são transformadores trifásicos de uso especial, destinados ao aterramento de sistemas elétricos não aterrados, bem como à filtragem e ao controle de correntes harmônicas. Você pode encontrar uma lista de fornecedores de transformadores zig-zag.aqui.

Transformadores elétricos são compostos por dois conjuntos de bobinas ou enrolamentos ligados por um campo magnético. O núcleo é de ferro, um composto de ferrite ou um núcleo laminado enrolado com bobinas de cobre puro ou esmaltadas. As bobinas são primárias e secundárias e funcionam como condutoras. Quando a bobina primária recebe tensão CA, isso produz um campo magnético variável de tensão ao redor do condutor; o campo magnético ativa a bobina do condutor secundário. Isso faz com que os transformadores alterem a tensão e transfiram energia elétrica, idealmente com a menor perda de energia. O número de enrolamentos em cada bobina é importante, pois determina a tensão que é transmitida do primário para o secundário através do campo magnético. A razão entre as espiras (também chamadas de enrolamentos) na bobina primária e o número de espiras na bobina secundária determina a magnitude da tensão; por exemplo, um transformador abaixador terá menos espiras em sua bobina secundária do que na primária, enquanto um transformador elevador terá mais enrolamentos na bobina secundária do que na primária. Uma vez feita a conversão de tensão, a energia é transferida para o centro de carga e o processo elétrico continua a partir daí. Tanto o tamanho quanto o custo dos transformadores elétricos aumentam em proporção ao número de enrolamentos primários.

Finalidade dos transformadores

Transformadores são reguladores. Eles garantem que a tensão fornecida seja suficiente, mas não excessiva, para um uso específico. Se uma tensão muito alta for aplicada a um dispositivo eletrônico, ela poderá danificá-lo, causar incêndio e até mesmo emitir faíscas elétricas em forma de arco. Se um dispositivo receber uma tensão muito baixa, isso poderá causar mau funcionamento. Por esses motivos, é importante que o nível de tensão seja regulado antes de ser transferido para o dispositivo que utilizará a eletricidade.

Transformadores de potência são utilizados em todos os dispositivos ou equipamentos alimentados eletronicamente. Eles são necessários para converter a corrente na voltagem adequada para que a eletricidade possa ser utilizada pelo dispositivo. Seja um computador, uma máquina de cortar cabelo ou um carrinho de controle remoto, há um transformador que regula a forma e a quantidade de eletricidade transferida para onde será utilizada. UsoDiretório IQSpara encontrar o equipamento de transformação de energia que você precisa.

História dos Transformadores Elétricos

Na década de 1830, Michael Faraday e Joseph Henry descobriram a propriedade da indução por meio de seu trabalho com eletroímãs. Surpreendentemente, esses dois homens estavam em dois continentes distintos, trabalhando de forma totalmente independente um do outro, e fizeram suas descobertas com um intervalo de um ano.

A Lei de Faraday, que levaria à invenção do primeiro transformador cerca de 45 anos depois, nasceu quando Michael Faraday conduziu um experimento para mostrar como um campo eletromagnético poderia fornecer energia. Ele enrolou duas bobinas em lados opostos de um anel. Um lado, ele conectou a um galvanômetro e o outro, a uma bateria. Ele viu que, ao conectar uma bobina à bateria, ela alimentava a bobina conectada ao galvanômetro, exatamente como ele suspeitava.

No entanto, quando Faraday desconectou a bobina da bateria, notou que ainda havia uma corrente fluindo da bobina para o galvanômetro, o que significava que a bateria ainda alimentava a bobina, mesmo sem estar fisicamente conectada à bobina ou ao anel em que a bobina estava enrolada. Esse avanço científico lançou as bases para a criação do primeiro transformador por Ottó Bláthy, Miksa Déri e Károly Zipernowsky, do extinto Império Austro-Húngaro. O transformador deles era um transformador toroidal usado em sistemas de iluminação incandescente com alimentação CA.

Embora o primeiro transformador tenha sido fabricado em Budapeste, Hungria, em meados da década de 1870, levaria mais uma década até que os primeiros transformadores considerados práticos para uso regular fossem introduzidos. Isso foi feito por William Stanley e George Westinghouse. Em 1886, seria o transformador desenvolvido por William Stanley o primeiro a ser usado comercialmente para fornecer energia a Great Barrington, Massachusetts. Hoje, os transformadores fazem parte de todos os circuitos eletrônicos. Eles estão nos postes que conectam as linhas de energia, em lâmpadas e até mesmo em lanternas.

Como funcionam os transformadores

Transformadores operam com base no princípio da indução eletromagnética. Para que isso ocorra, é necessário um campo eletromagnético. Uma bobina enrolada em um núcleo é carregada com uma corrente alternada, que é convertida em uma tensão primária para atingir esse objetivo. A energia na bobina então permeia um campo eletromagnético, também chamado de força magnetomotriz, que se propaga através do núcleo até outra bobina, fornecendo a ela uma tensão secundária.

A tensão de entrada é determinada pela própria fonte de alimentação. No entanto, a tensão que o transformador emite é determinada pela segunda bobina por onde a eletricidade passa. Se o segundo conjunto de enrolamentos, ou bobinas, for igual ao primeiro conjunto, a tensão de saída será a mesma que a de entrada. No entanto, se a bobina secundária tiver menos enrolamentos do que a bobina primária, a tensão secundária será menor do que a tensão primária. Isso é chamado de transformador abaixador. Se a bobina secundária tiver mais enrolamentos do que a primária, ela aumentará a tensão; esse tipo de transformador é chamado de transformador elevador.

Há perda de energia no campo magnético do transformador. Essa energia perdida ressoa na forma de calor. Para diminuir a perda de energia, muitas vezes as bobinas estão em um agente de resfriamento dentro do transformador. Muitos fabricantes utilizam uma configuração concêntrica na qual as bobinas primária e secundária são enroladas juntas ao redor da bobina. Essa configuração é mais popular em transformadores de três etapas. Do transformador, a eletricidade é então transportada através de linhas e redes elétricas. O transformador faz o trabalho de regular a tensão da eletricidade a ser transferida. Transformadores elevadores aumentam a tensão e transformadores abaixadores diminuem a tensão. Esse processo garante que o dispositivo final que está sendo alimentado receba a tensão adequada. Uma tensão muito baixa não alimentará um dispositivo e pode afetar sua funcionalidade a longo prazo. Uma tensão muito alta pode destruir o dispositivo que está sendo alimentado e pode causar incêndio e choque elétrico se exceder a tensão de pico de um dispositivo.

Embora todos os transformadores funcionem com base na Lei de Faraday até certo ponto, há muitos tipos de transformadores para diferentes funções.

Transformadores de núcleo laminado- estão entre os tipos de transformadores mais utilizados. Esses transformadores são comumente usados ​​em aparelhos para converter tensões em baixas tensões. O núcleo laminado evita perdas por correntes parasitas no núcleo.

Transformadores Toroidais- são semelhantes ao inventado na Hungria por Ottó Bláthy, Miksa Déri e Károly Zipernowsky. É mais caro de fabricar porque o processo de enrolamento é lento e requer equipamento especial.

Transformadores Automáticos- possuem apenas uma bobina, mas a tensão é regulada pela frequência dos enrolamentos nas partes separadas. Transformadores automáticos também são um dos tipos de transformadores mais econômicos.

Transformadores polifásicos- Sistemas polifásicos podem ser conectados a vários transformadores monofásicos ou a apenas um transformador polifásico. Muitos transformadores polifásicos utilizam a configuração em zigue-zague, especialmente se for um sistema aterrado.

Transformadores trifásicos- os três enrolamentos primários estão conectados entre si, e os três secundários estão conectados entre si.

Conclusão

Quando se trata de transformadores, é a Lei de Faraday que está em operação, e eles são perfeitos para armazenar e transportar energia elétrica. Desde que os transformadores foram introduzidos para uso comercial em 1886, quando eram usados ​​para fornecer energia a Great Barrington, Maine, eles têm sido usados ​​constantemente em algumas encarnações. Transformadores são a maneira mais segura de transportar eletricidade entre circuitos. Muitos deles são capazes de fornecer energia elétrica para cidades inteiras e grandes áreas de grandes cidades.

Transformadores podem ser personalizados para atender a necessidades específicas. Há uma grande variedade de tipos de transformadores, mas caso você precise de algo específico para suas necessidades, existem fabricantes que podem ajudar. O segredo é encontrar o fabricante certo. Um bom fabricante e o fabricante certo não são, de forma alguma, a mesma coisa.

Existem muitos fabricantes bons, mas o fabricante certo só pode ser determinado por você. Um bom ponto de partida para encontrar o fabricante de transformadores ideal é, obviamente, o preço, mas lembre-se também de que você pode obter a qualidade pela qual paga. Além disso, o fabricante certo trabalhará em conjunto com você para encontrar as soluções de energia elétrica mais adequadas à sua empresa, em vez de apenas tentar vender o transformador mais caro.

É importante saber o que você precisa em um transformador e, mesmo que não tenha 100% de certeza sobre o que é melhor para suas necessidades específicas de energia, fabricantes qualificados podem fornecer as melhores opções para sua situação específica. Sistemas mecânicos e elétricos podem ser áreas difíceis de navegar, mas a boa notícia é que você não precisa fazer isso sozinho. Você pode voltar ao topo deesta páginapara encontrar uma lista conveniente de transformadores elétricos que podem atender às suas necessidades.

Tipos de transformadores elétricos

• Transformadores trifásicossão ferramentas utilizadas para alterar a voltagem de sistemas de transmissão elétrica trifásicos.

• Autotransformadoressão transformadores elétricos com um enrolamento comum entre ambos os circuitos e não possuem nenhum isolamento entre os dois circuitos.
  

• Transformadores de correntetêm um enrolamento primário ligado ao circuito para tornar a corrente mensurável; eles são usados ​​para alterar correntes elétricas.
  

• Transformadores de distribuiçãosão classificados entre 3 e 500 KVA com 601 volts ou mais.
  

• Transformadores do tipo seconão use líquidos para resfriar ou isolar.
  

• Transformadores de alta resistênciatêm alta relação de fuga com a reatância para limitar a corrente de saída a um valor designado em caso de falha.
  

• Transformadores de alta tensãosão projetados para lidar com energia elétrica em níveis de alta tensão.

• Transformadores de instrumentosmedir e monitorar com precisão a tensão de energia conforme ela é transmitida proporcionalmente através das bobinas primária e secundária.

• Inversoresconverter entre energia CA e CC.

• Transformadores de Isolamentosão transformadores que isolam o circuito primário do circuito secundário.
  

• Transformadores de baixa tensãoconverter em tensões mais baixas.

• Transformadores de potênciasão dispositivos que convertem voltagem para níveis mais baixos.

• Transformadores de pulsosão dispositivos de banda larga destinados principalmente à transmissão de formas de onda. Eles transmitem pulsos elétricos retangulares, o que significa que os pulsos têm tempos de subida e descida rápidos, com amplitude relativamente constante.

• Transformadores abaixadorestêm o poder de converter tensões mais altas em tensões mais baixas por meio da transferência de energia elétrica através de dois estágios de bobina, sendo que o segundo estágio de bobina tem menos enrolamentos.

• Transformadores elevadoressão transformadores que possuem um enrolamento de alta tensão conectado à carga de saída e um enrolamento de baixa tensão conectado à fonte de energia.
  

• Transformadores toroidaistenha fio de cobre ao redor de um núcleo cilíndrico para que o fluxo magnético seja contido.
  

• Transformadoressão aparelhos estáticos que transferem energia elétrica de um circuito para outro por indução eletromagnética, muitas vezes com valores alterados de tensão e corrente.

• Transformadores Zig Zagsão transformadores trifásicos de uso especial que se destinam ao fornecimento de aterramento para sistemas elétricos não aterrados, bem como à filtragem e controle de correntes harmônicas.