Para que serve um transformador: características, princípio de funcionamento e aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Para começar, vamos descobrir para que serve um transformador e o que ele é. Esta é uma máquina elétrica projetada para alterar a tensão. Eles são diferentes dependendo da finalidade. Existem transformadores de corrente, tensão, correspondência, soldagem, potência, medição. Todos têm tarefas diferentes, mas estão inequivocamente unidas pelo princípio da ação. Todos os transformadores funcionam em corrente alternada. Não existem tais dispositivos DC. Todos eles têm enrolamentos primários e secundários.

O que é chamado de enrolamento primário e o que é chamado de enrolamento secundário?

O primário é aquele de onde vem a tensão, e o secundário é aquele de onde ela é retirada. Suponha que temos um transformador que converte 220 V AC em 12 V. Neste caso, o enrolamento primário é aquele que tem 220 V. Mas os transformadores podem não apenas diminuir, mas também aumentar a tensão. EntãoAssim, conectando 12 V AC ao enrolamento secundário indicado anteriormente, podemos retirar 220 V do primário, assim, eles trocam de lugar.

Em alguns casos, pode haver vários enrolamentos secundários. Por exemplo, em TVs antigas havia dispositivos com um enrolamento primário e muitos secundários, cuja tensão variava de 3,3 a 90 V. Em qualquer caso, o transformador serve para converter tensões e correntes em valores ideais.

A lei da conservação da energia

Deve-se entender que esta unidade não tira energia do nada. Por exemplo, tomemos um transformador com tensão primária de 220 V e corrente de 5 A. Isso significa que sua potência é de 1100 watts. Do enrolamento secundário a 22 V, podemos remover uma corrente não superior a 50 A. Convertendo para watts, obtemos os mesmos 1100 watts. Não vamos remover mais energia do enrolamento secundário. Se você tentar fazer isso, o dispositivo simplesmente falhará. Assim, fica claro para que serve o transformador. Para converter a tensão CA em CC. A seguir, falaremos mais sobre cada tipo de dispositivo.

Transformadores de instrumentos

Tais aparelhos são usados para reduzir os valores para os aceitáveis para aparelhos de medição. Eles são usados em instrumentação. Você também pode encontrar esses dispositivos na tecnologia de microprocessador. Lá eles funcionam como um sensor que envia sinais de diferentes níveis para a placa, dependendo de qual esta "tome uma decisão" sobre o funcionamento posterior.aparelho.

Eles geralmente são altamente precisos e não se destinam ao uso do consumidor. Exemplos de como os transformadores de instrumentos são usados são os seguintes dispositivos para conversão de corrente e tensão. Tentaremos explicar o seu propósito com o máximo de detalhes possível.

Transformadores de corrente

Para que servem esses dispositivos? Eles são projetados para reduzir a quantidade de corrente a um equipamento de medição aceitável. De fato, são equipamentos intermediários entre os condutores, dos quais é necessário tirar o valor do valor, e o mecanismo de medição. Tais transformadores são utilizados, como já mencionado, em instrumentos de medição, equipamentos de proteção e automação. Eles são conectados desta forma: o enrolamento primário tem várias voltas e é conectado em série com a carga, e o enrolamento secundário é conectado à resistência mínima possível do equipamento de proteção ou medição.

Geralmente, esses transformadores são fornecidos com o próprio equipamento, pois pequenas alterações na resistência da carga afetarão a precisão da medição e os equipamentos de proteção não funcionarão adequadamente. O recurso de design e o método de conexão desses dispositivos impossibilitam a alimentação do consumidor.

Transformadores de tensão

Este tipo de dispositivo não é usado para alimentar os consumidores, mas é necessário criar um isolamento galvânico entre as partes de alta e baixa tensão. O método de fabricação não é nadadiferente dos tipos de energia dos dispositivos com o mesmo nome. Ainda existem enrolamentos primários e secundários, a seção transversal do fio é bastante baixa, o que não permite que seja usado para alimentar os consumidores.

Por exemplo, pegue um quilovoltímetro. O fato é que é muito caro construir um dispositivo que suporte alta tensão. Portanto, um transformador de tensão é instalado entre as sondas de medição, que tomam o valor das grandezas, e o dispositivo. Converte valores altos para aceitáveis pelo mecanismo de medição (aproximadamente 100 V). Esta medida permite que você não faça alterações no mecanismo de medição. Até certo ponto, esse esquema de conexão permite proteger o eletricista que faz as medições.

Eles também são usados para instalação em vários sistemas automatizados de controle e proteção. Agora você sabe para que servem os transformadores de tensão. Vamos passar para o próximo tipo - dispositivos de soldagem com o mesmo nome.

Transformadores de potência

Estes são dispositivos mais poderosos que muitos de vocês já viram. A seguir, descreveremos em detalhes para que são usados os transformadores de potência. São necessários para aumentar/diminuir a tensão através de indução eletromagnética até o valor que o consumidor necessita. No caso desses dispositivos, a palavra “consumidor” refere-se a fábricas e prédios residenciais.

O exemplo mais marcante são os dispositivos que baixam 6 (10) kV para um aceitável 380 V, que já alimentam uma única fase em combinação com a linha intermediárianossas casas precisam de 220 V. E um exemplo desse transformador elevador pode ser encontrado no micro-ondas, onde uma das redes de 220 V faz o magnetron de 2 kV necessário para a operação. As unidades de alta tensão (acima de 1000 V) são quase sempre trifásicas, e são classificadas em unidades refrigeradas a óleo ou a ar, bem como modificação climática e tensão do enrolamento primário.

Uma característica dos transformadores trifásicos é que, dependendo da inclusão dos enrolamentos (estrela-triângulo), você pode alterar a tensão de operação em 1,73 vezes. Suponha que esta unidade, conectada por um delta de 6 kV, possa operar em uma rede de 10 kV, a menos, é claro, que o fabricante tenha cuidado dessa possibilidade do lado do isolamento. Existem transformadores, como mencionado acima, trifásicos e monofásicos. Os dispositivos são projetados para funcionar com diferentes capacidades, dependendo das necessidades do consumidor.

Transformadores monofásicos, que antes eram usados como fontes de alimentação, agora estão sendo substituídos ativamente por diversos conversores eletrônicos, que apresentam maior eficiência, menor peso e dimensões. Além disso, os dispositivos de potência podem ser divididos de acordo com o tipo de execução do circuito magnético em haste e armadura.

Um transformador com um circuito magnético de núcleo é projetado de tal forma que 2 bobinas são instaladas em uma parte em forma de U e um garfo é fechado na parte superior. A vantagem é que os elementos não se tocam.

No circuito magnético blindado, a bobina é instalada na parte em forma de W. A seção na qual os condutores estão localizados geralmente é enrolada primeirocomo primário e, em seguida, através de um separador resistente ao calor, como secundário. A vantagem é a proteção mecânica reforçada dos enrolamentos.

Há também núcleos toroidais, mas são feitos de anéis de ferrite, pois não é rentável construir tal estrutura a partir de um circuito magnético laminado. Essas unidades são geralmente usadas em eletrônica e operam em altas frequências.

Transformadores de soldagem

Para que servem esses dispositivos? Na verdade, são unidades independentes. Ou seja, um transformador de soldagem não é um chicote que garante a operação de qualquer dispositivo, mas é um dispositivo completo. A finalidade de tal dispositivo é diminuir a tensão da rede para um valor relativamente baixo, aproximadamente 50-60 V, e fornecer uma grande corrente.

Nesta tensão, um arco bastante curto se rompe, mas uma corrente verdadeiramente enorme fornece muita energia. Graças ao último parâmetro, o metal é soldado ou cortado.

Tais transformadores, via de regra, possuem ajuste de corrente. Isso é necessário para alterar o diâmetro e o tipo do eletrodo de soldagem. É verdade que os transformadores de soldagem para uso doméstico estão sendo cada vez mais substituídos por inversores. O que não é surpreendente, porque a eficiência do conversor de soldagem é menor. Ele diminui fortemente a tensão da rede, consumindo grandes correntes no enrolamento primário, tem um grande peso, baixa mobilidade e aquece bastante em comparação com dispositivos do tipo inversor.

Agora você sabe como funciona um transformador de solda e para que serve.

Coordenador

Este tipo de transformador é usado em vários circuitos de vários estágios para combinar a resistência entre as diferentes partes do circuito. Você pode encontrá-lo em um amplificador de áudio valvulado. Normalmente em tais dispositivos é um dia de folga.

Então, para que serve o transformador de correspondência de carga? Por exemplo, a tensão de operação das lâmpadas no amplificador de frequência de áudio é de 70 a 90 V, mas a corrente é escassa. Essa tensão não pode ser aplicada aos alto-falantes, o que significa que ela é reduzida para uma tensão aceitável e, consequentemente, a corrente aumenta.

O objetivo de tal transformador é diminuir a tensão ou aumentá-la para o valor exigido por um determinado nó do aparelho.

Conclusão

Todos os dispositivos para conversão de corrente e tensão são unidos pelo princípio de operação. Parâmetros-chave a serem observados ao comprar: tensão primária, enrolamento secundário, frequência, fator de potência e, consequentemente, potência e corrente de saída.

Na vida cotidiana, esta unidade quase nunca é usada. Afinal, o transformador de soldagem substituiu o inversor e seus análogos nas fontes de alimentação já substituíram os conversores eletrônicos de tensão. Isso se deve ao fato de que os dispositivos costumam ter, em comparação com os eletrônicos, muito peso, e também não são economicamente vantajosos devido ao alto consumo de metais não ferrosos na produção e reparos caros. Em breve ficará emprodução apenas de subestações transformadoras, mas apenas nos locais onde não será possível substituí-las por componentes eletrônicos.

Neste artigo, tentamos explicar para que servem os transformadores e falamos um pouco sobre seus principais tipos.