O documento descreve os principais aspectos de transformadores, incluindo: 1) Transformadores são equipamentos que reduzem ou aumentam a tensão elétrica por meio de bobinas acopladas magneticamente; 2) Existem transformadores ideais e reais, sendo que nos reais há perdas; 3) Transformadores monofásicos e trifásicos funcionam com corrente alternada e possuem enrolamentos primário e secundário.

1. TRANSFORMADORES

2. UM TRANSFORMADOR É UM
EQUIPAMENTO UTILIZADO PARA REDUÇÃO
E AUMENTO DE TENSÃO

3. Um transformador consiste de duas ou
mais bobinas acopladas através de um
campo magnético mútuo.

4. O Transformador Ideal
• As resistências das bobinas são
desprezíveis.
• Todo o fluxo está confinado no núcleo
e se concatena com as bobinas. Isto é,
não existem fluxos de dispersão.
• A permeabilidade do núcleo é infinita.
Isto implica em dizer que a força
magneto motriz requerida para
estabelecer o fluxo é zero.

5. O Transformador Real
No transformador real a resistência de
condução dos condutores é
considerada, existem fluxos de
dispersão, a permeabilidade do núcleo
não é infinita e as perdas no núcleo
ocorrem quando o material está
submetido a um fluxo variável no
tempo.

11. SÃO EQUIPAMENTOS MUITO
IMPORTANTES NA TRANSMISSÃO DA
ENERGIA ELÉTRICA
COM ELES, PODEMOS TRANSPORTAR
A MESMA POTÊNCIA COM UMA
CORRENTE MAIS BAIXA, DIMINUINDO
AS PERDAS

12. PODEMOS AINDA BAIXAR A TENSÃO
PARA VALORES MAIS SEGUROS PARA
QUE POSSA SER UTILIZADA
COM ELES, PODEMOS
TRANSPORTAR A MESMA
POTÊNCIA COM UMA CORRENTE
MENOR, DIMINUINDO AS PERDAS

13. OS TRANSFORMADORES SÓ
FUNCIONAM COM
CORRENTE ALTERNADA
NOS TRANSFORMADORES
OBSERVAMOS FIOS
DE ENTRADA E DE SAÍDA

14. OS FIOS DE ENTRADA : PRIMÁRIO
OS FIOS DE SAÍDA : SECUNDÁRIA

15. OS TRANSFORMADORES
TRANSFORMAM VALORES
DE TENSÃO E CORRENTE

16. ELEVAR A TENSÃO
E
ABAIXAR A CORRENTE

17. 10 A 5A
110 V TRANSFORMADOR 220 V
PRIMÁRIO SECUNDÁRIO

18. ABAIXAR A TENSÃO
E
ELEVAR A CORRENTE

19. 5A 10 A
220 V TRANSFORMADOR 110 V
PRIMÁRIO SECUNDÁRIO

20. TRANSFORMADOR
MONOFÁSICO

21. OS TRANSFORMADORES
MONOFÁSICOS POSSUEM
• UM NÚCLEO DE FERRO
• ENROLAMENTOS (PRIMÁRIO E SECUNDÁRIO)
• ISOLAMENTO ENTRE OS ENROLAMENTOS
E NÚCLEO

22. Enrolamento Núcleo Enrolamento
Primário Secundário
Isolamento

23. NÚCLEO DE FERRO
Os dois tipios de núcleo mais utilizados
em transformadores monofásicos são:
- NÚCLEO ENVOLVENTE EM ANEL
“CORE”

24. NÚCLEO DE FERRO
- NÚCLEO ENVOLVIDO “SHELL”

25. Prim. Sec.
ALIMENTANDO A BOBINA PRIMÁRIA COM C.A.,
PRODUZ UM CAMPO MAGNÉTICO ALTERNADO
AS LINHAS DE FORÇA SÃO CONDUZIDAS PELO
NÚCLEO
QUE SUBMETE A BOBINA SECUNDÁRIA A AÇÃO
DESTE CAMPO

26. Prim. Sec.
O CAMPO MAGNÉTICO VARIÁVEL
INDUZ UMA CORRENTE ELÉTRICA
NA BOBINA SECUNDÁRIA

27. ELEVADOR DE TENSÃO
MAIS ESPIRAS NO SECUNDÁRIO
QUE NO PRIMÁRIO
PRIMÁRIO SECUNDÁRIO
V1 = 50 V V1 = 100 V
600 Esp 1.200 Esp

28. ABAIXADOR DE TENSÃO
MAIS ESPIRAS NO PRIMÁRIO
QUE NO SECUNDÁRIO
PRIMÁRIO SECUNDÁRIO
V1 = 100 V V1 = 50 V
1.200 Esp 600 Esp

29. VERIFICAMOS

30. VERIFICAMOS
V1 V1 N1 N
V1 = 1
V1 V2 N2
V2 N1
V1 V2 N2 N1
V2 NN1
V2 N1 2
N1 N1 N2
N1
N2
N2 N2

31. VERIFICAMOS
V1 N1
=
V2 N2
V1 = Tensão primária
V2 = Tensão secundária
N1 = Número de espiras do primário
N2 = Número de espiras do secundário

32. EXEMPLO
UM TRAFO COM:
550 Espiras no primário V1 N1
=
1.100 Espiras no secundário V2 N2
Tensão no secundário – 110V
Tensão no primário – ?

33. V1 N1
=
V2 V1
N2 N1
=
V2 N2 V1 N1
550 Espiras no primário =
V2 N2
1.100 Espiras no secundário
Tensão no secundário – 110V
Tensão no primário – ? V1

34. V1 N1 V1 550
= =
V2 N2 110 1.100
550
V1
550 550 1.100
110
550 V1
550 Espiras no primário 1.100 N1
110
1.100 1.100 1.100 V1
1.100 Espiras no secundário 110N2
Tensão no secundário – 110V V2 V1
Tensão no primário – V1

35. V1 N1 V1 550
= V1 110
=
V2 N2 110 1.100
1.100 550
550
V1
V1= 110 x 550 550
V1 x V1 1.100
1.100
1.100
V1 x 1.100 = 60.500
60.500
V1 =
1.100
V1 = 55 Tensão do primário = 55 V

36. Relação de Transformação
N1
a=
N2

37. TRANSFORMADOR TRIFÁSICO
COM TRÊS TRAFOS MONOFÁSICOS
CONSTRUIMOS 1 TRAFO TRIFÁSICO

38. Aspectos construtivos:
transformadores trifásicos
Catálogos comerciales
Transformadores
em banho de óleo

39. 4.3 Aspectos construtivos:
transformadores trifásicos II
Catálogos comerciales
OFAF
Transformador
seco

40. Aspectos constructivos:
transformadores trifásicos
2500 kVA 1250 kVA
5000 kVA
Banho de óleo Banho de óleo
Banho de óleo
Catálogos comerciales
10 MVA 10 MVA
Selado com N2 Selado com N2

41. Aspectos construtivos:
transformadores trifásicos
Catálogos comerciales
Seco
Catálogos comerciales
Cortes de transformadores em
Em óleo óleo e secos

42. Classes de Proteção
É importante salientar que, além das
características elétricas, os transformadores
devem ser projetados ou escolhidos de
acordo com uma classe de proteção.
GRAU DE PROTEÇÃO (IP)
A norma NBR 6146 define os graus de
proteção dos equipamentos elétricos por
meio de letras características IP seguidos
por dois algarismos

43. Classes de Proteção
1º) algarismo : indica o grau de proteção contra penetração de
corpos sólidos estranhos e contato acidental :
0 – sem proteção;
1 – proteção contra corpos estranhos de dimensões acima de 50
mm;
2 – proteção contra corpos estranhos de dimensões acima de 12
mm;
4 – proteção contra corpos estranhos de dimensões acima de 1
mm;
5 – proteção contra o acúmulo de poeiras prejudicial ao
equipamento;
6 – proteção total contra a poeira.

44. Classes de Proteção
2º) algarismo : indica o grau de proteção
contra penetração de água no interior do
equipamento:
0 – sem proteção;
1 – pingos d’água na vertical;
2 – pingos d’água até a inclinação de 15º com a
vertical;
3 – água da chuva até a inclinação de 60º com
a vertical;
4 – respingos d’água de todas as direções;
5 – jatos d’água de todas as direções;
6 – água de vagalhões.

45. Transf. trifásicos
A soma dos três fluxos é zero:
3 transformadores podem unir-se as três colunas
monofásicos ϕ2 numa coluna central
ϕ1 ϕ2
Enrolamento ϕ1
com N2 espiras
ϕ3 ϕ3
Isolamento
ϕ =0
Enrolamento
com N1 espiras
ϕ1 ϕ2 ϕ3
Eliminando a coluna Pode suprimir-
central poupa-se se
material e peso do a coluna
transformador central
Estrutura básica de um
transformador trifásico

46. Ligações em transformadores
R S T trifásicos I
R R’
N1 N2
N1 N1 N1 N N’
N1 N2
N2 N2 N2 N1 N2
S S’
T T’
Liação estrela – estrela: Y
R S T
R’ S’ T´
N R R’
N1 N1 N1
N1 N1 N2 N2
T
N1 N2
S S’
N2 N2 N2 T T’
Ligação triângulo – triângulo: ∆
R’ S’ T´

47. Ligações em transformadores
trifásicos
R S T
R
R’
N1
N
N2 N2
N1
N2
N1 S’
S
T T’
Ligação estrela – triângulo: Y∆
R’ S’ T´

48. OBSERVEM AS LIGAÇÕES
F1 F1
F2
F2
F3
F3

49. JUNTANDO OS TRÊS
F1 F1
F2
F2
F3
F3

50. JUNTANDO OS TRÊS
TEMOS UM TRIFÁSICO
F1 F1
F2
F2
F3
F3

51. NA DISTRIBUIÇÃO SÃO LIGADOS
F1 F1
PRIMÁRIO
F2
TRIÂNGULO F2
SECUNDÁRIO F3
F3
ESTRELA

52. Autotransformadores
Se utilizan cuando se necesita una relación
Se utilizan cuando se necesita una relación
de transformación de 1,25 a 2. En ese caso
SÍMBOLOS
de transformación de 1,25 a 2. En ese caso
son más rentables que los transformadores
son más rentables que los transformadores
Ponto do enrolamento que
N1 está a V2 volts
V1 VANTAGENS
Economia de conductor: uilizam-se menos
N2 espiras.
V2 N2 V2
Circuito magnético (janela) de menores
dimensões.
Diminuição de perdas eléctricas e
magnéticas.
Prescind Melhor refrigeração (cuva mais pequena).
indo de Menor fluxo de dispersão e corrente em
Ponto do enrolamento que vazio. (Menor ucc).
N1 Nestáe V volts
2
a 2
V1 INCONVENIENTES
ligando Perda do isolamento galvânico.
directam
V2 Maior corrente de curto-circuito (Menor
AUTOTRANS
ente FORMADOR
ucc).
Necessárias mais protecções.

53. Autotransformadores
VARIAC:
AUTOTRANS AUTOTRANS
FORMADOR FORMADOR
SECO DE BT REGULÁVEL
Catálogos comerciaIs
VARIAC COM
INSTRUMENTOS
DE MEDIDA
AUTOTRANS
FORMADOR
SECO DE BT

54. TRANSFORMADOR DE POTENCIAL (TP)
FUNÇÃO
REDUZIR A TENSÃO A VALORES
CONVENIENTES PARA
• MEDIÇÃO
• PROTEÇÃO

55. LIGAÇÃO
TP
V = 100 V RTP = 120
PARALELO COM
O CIRCUITO
v

56. A LEITURA DO VOLTÍMETRO
DEVERÁ SER MULTIPLICADA
PELA RELAÇÃO DO TP (RTP)
V = 100 V RTP = 120
V = 100 V RTP = 120
V = 100 V RTP = 120

57. PRIMÁRIO
PRIMÁRIO
SECUNDÁRIO
SECUNDÁRIO

58. V = 100 X 120 12.000 V
12.000 V
LIGAÇÃO
TP
V = 100 V RTP = 120
PARALELO COM
O CIRCUITO
v

59. TRANSFORMADOR DE CORRENTE (TC)
FUNÇÃO
REDUZIR A CORRENTE A VALORES
CONVENIENTES PARA
• MEDIÇÃO
• PROTEÇÃO

60. EXEMPLO DE TC
ALICATE VOLT-AMPERÍMETRO
• O PRIMÁRIO É O PRÓPRIO
CONDUTOR
• O SECUNDÁRIO ESTÁ ENROLADO EM
TORNO DA GARRA

61. LIGAÇÃO TC
RTC = 40
SÉRIE COM I=5A
O CONDUTOR
O SECUNDÁRIO DO TC
SEMPRE DEVERÁ
A
ESTAR CURTO-CIRCUITADO

62. A LEITURA DO AMPERÍMETRO
DEVERÁ SER MULTIPLICADA
PELA RELAÇÃO DO TC (RTC)
I=5A RTC = 40
I = 5 A RTC = 40
I = 200 A RTC = 40

63. PRIMÁRIO
PRIMÁRIO
SECUNDÁRIO
SECUNDÁRIO

64. PRIMÁRIO
PRIMÁRIO
SECUNDÁRIO
SECUNDÁRIO

65. Transformadores de
corrente
© M. F. Cabanas: Técnicas para el mantenimiento y
diagnóstico de máquinas eléctricas rotativas
Pinça
amperi-
métrica
1 – 10 –
100 A
© M. F. Cabanas:
Técnicas para el
mantenimiento y
diagnóstico de máquinas
eléctricas rotativas
Núcleos magnéticos para
transformadores de corrente
Transformador de
corrente 1250A Transformadores de
corrente 100 A

66. EXERCICIO