Calculadora de transformador de tensão relação de espiras

Relação de tensão e de espiras do transformador

Um transformador liga dois enrolamentos por meio de um núcleo magnético comum. No caso ideal, quem manda nas relações de tensão e de corrente é só a relação de espiras: V1 / V2 = N1 / N2 = I2 / I1. Dobre as espiras do secundário e a tensão secundária dobra, enquanto a corrente secundária cai pela metade. A potência se mantém (V1·I1 = V2·I2, descontadas as perdas no núcleo e no cobre).

Pense num primário de N1 = 100 espiras alimentado por 127 V e num secundário de N2 = 200 espiras. O resultado é V2 = 127 · 200/100 = 254 V. Essa hipótese de transformador ideal deixa de fora a indutância de dispersão, a resistência dos enrolamentos e as perdas por histérese e correntes parásitas. Na prática, os transformadores reais ficam entre 95 e 99% de eficiência em carga nominal.

Aplicações

A rede CA não anda sem eles. As redes de distribuição abaixam de 13,8 kV para 220/127 V no atendimento residencial. Os transformadores de isolamento afastam equipamentos sensíveis das referências de terra em hospitais e laboratórios. Os de saída de áudio casam a alta impedância de amplificadores valvulados com alto-falantes de 4–8 Ω, e os de corrente alimentam os relés de proteção. A norma brasileira NBR 5356 e a série internacional IEC 60076 definem desempenho, ensaios e tolerâncias para transformadores de potência.

FAQ

Por que a relação de corrente se inverte? É questão de conservar potência. Se a tensão secundária foi multiplicada pela relação de espiras, a corrente secundária disponível tem que ser dividida pela mesma relação; caso contrário o produto V·I não se manteria constante.

Transformador funciona em CC? Não. A tensão no secundário é induzida pelo fluxo magnético variável, e isso pede corrente alternada (ou ao menos pulsada). CC só satura o núcleo e queima o enrolamento primário.

O que é reflexão de impedância? Uma carga Z_L colocada no secundário aparece no primário como Z_L·(N1/N2)². É justamente por isso que os transformadores de saída fazem casamento de impedância em amplificadores de áudio e RF.