Eletrônica Básica - Transformadores

De acordo com o princípio de Electromagnetic Induction, já aprendemos que, um fluxo variável pode induzir um EMF em uma bobina. Pelo princípio deMutual induction, quando outra bobina é colocada ao lado de tal bobina, o fluxo induz EMF na segunda bobina.

Agora, a bobina que tem o fluxo variável é chamada de Primary Coil e a bobina na qual o EMF é induzido é chamada de Secondary Coil, enquanto as duas bobinas juntas formam uma unidade chamada de Transformer.

Transformador

Um transformador tem uma bobina primária para a qual a entrada é fornecida e uma bobina secundária da qual a saída é coletada. Ambas as bobinas são enroladas em um material de núcleo. Normalmente, um isolante forma oCore do transformador.

A figura a seguir mostra um transformador prático.

Pela figura acima, é evidente que poucas notações são comuns. Vamos tentar anotá-los. Eles são -

  • Np = Número de voltas no enrolamento primário

  • Ns = Número de voltas no enrolamento secundário

  • Ip = Corrente fluindo no primário do transformador

  • Is = Corrente fluindo no secundário do transformador

  • Vp = Tensão no primário do transformador

  • Vs = Tensão através do secundário do transformador

  • Φ = Fluxo magnético presente em torno do núcleo do transformador.

Transformador em um circuito

A figura a seguir mostra como um transformador é representado em um circuito. O enrolamento primário, o enrolamento secundário e o núcleo do transformador também estão representados na figura a seguir.

Portanto, quando um transformador é conectado a um circuito, a alimentação de entrada é fornecida à bobina primária de modo que ela produza fluxo magnético variável com esta fonte de alimentação e esse fluxo é induzido na bobina secundária do transformador, que produz o EMF variável de o fluxo variável. Como o fluxo deve ser variável, para a transferência de EMF do primário para o secundário, um transformador sempre funciona em corrente alternada CA.

Step-up e Step-down

Dependendo do número de voltas no enrolamento secundário, o transformador pode ser chamado de Step up ou um Step down transformador.

O principal ponto a ser observado aqui é que, não haverá nenhuma diferença no primário e no secundário powerdo transformador. Conseqüentemente, se a tensão for alta no secundário, então uma baixa corrente é desenhada para tornar a energia estável. Da mesma forma, se a tensão no secundário for baixa, uma alta corrente será consumida, pois a potência deve ser igual à do lado primário.

Passo acima

Quando o enrolamento secundário tem mais voltas do que o enrolamento primário, o transformador é considerado um Step-uptransformador. Aqui, o EMF induzido é maior do que o sinal de entrada.

Se afasta

Quando o enrolamento secundário tem menor número de voltas do que o enrolamento primário, então o transformador é considerado um Step-downtransformador. Aqui, o EMF induzido é menor do que o sinal de entrada.

Relação de turnos

Como o número de espiras dos enrolamentos primário e secundário afeta as tensões nominais, é importante manter uma relação entre as espiras para se ter uma ideia das tensões induzidas.

A relação entre o número de voltas na bobina primária e o número de voltas na bobina secundária é chamada de “turns ratio”Ou“the ratio of transformation”. A relação de espiras é geralmente denotada porN.

$$ N \: \: = \: \: Voltas \: ratio \: \: = \: \: \ frac {Número \: de \: voltas \: ligado \: Primário} {Número \: de \: voltas \: on \: secundário} \: \: = \: \: \ frac {N_ {p}} {N_ {s}} $$

A relação do primário para o secundário, a relação da entrada para a saída e a relação de espiras de qualquer transformador será a mesma que seu voltage ratio. Portanto, isso pode ser escrito como

$$ \ frac {N_ {p}} {N_ {s}} \: \: = \: \: \ frac {V_ {p}} {V_ {s}} \: \: = \: \: N \ : \: = \: \: Turns \: ratio $$

A relação de espiras também indica se o transformador é um transformador elevador ou redutor. Por exemplo, uma relação de espiras de 1: 3 indica que o transformador é um transformador elevador e a relação 3: 1 indica que é um transformador redutor.