Cálculo de parâmetros de transformadores analiticamente

Apenas saber qual o modelo que melhor representa um transformador não é o suficiente, para que ele seja útil devemos saber qual o valor dos componentes do modelo e o que eles significam,

 Esses parâmetros podem ser calculados a partir das especificações do transformador, ou obtidos experimentalmente, vamos ver aqui como fazer isso.

Calculo teórico de parâmetros:

Podemos calcular os valores do modelo de um transformador, a partir de informações como comprimento e área transversal do núcleo magnético, material, número de espiras das bobinas e seus respectivos materiais.

• O primeiro passo é calcular as resistências R1 e R2, conhecendo a geometria do núcleo do transformador, e o número de voltas que a bobina dá, podemos estimar essas resistências pela 2° lei de Ohm, conhecendo o material e as especificações da bobina. area de fio, comprimento, podemos calcular:

 

•  A segunda etapa é calcular a indutância das bobinas L1 e L2

Para calcular a indutância de um enrolamento dividimos o quadrado do número de espiras, pela relutância magnética do núcleo:

 

• E por fim calculamos a corrente de magnetização do núcleo:

Mas fique atento que no transformador só existe o núcleo magnético e os enrolamentos das bobinas esses componentes do modelo, não são componentes reais, eles são representações das não idealidades,veja o que cada um deles significa:

R1 e R2 são as resistências elétricas dos enrolamentos das bobinas;

RM é a resistência das perdas no núcleo, causada pela histerese na oscilação do campo;

L1 e L2 são as indutâncias das bobinas de primário e secundário;

LM é a indutância de magnetização do núcleo;

Quando energizamos os terminais do primário com tensão alternada, já sera usada uma certa corrente para a magnetização, esse será o custo de funcionamento do transformador, essa corrente fará ocorrer uma queda de tensão, através da primeira lei de ohm, sobre os componentes que simbolizam as perdas, por isso a tensão que será convertida pela relação de transformação será ligeiramente menor do que a alimentação, devido a todas essas perdas.

 

Fonte:

Aulas de CONV1 no Instituto Federal de São Paulo, campûs São Paulo, com o professor Dr. Paulo S. Dainez, no período de 02/2020 até 09/2020