O que é o ramo de magnetização?

O ramo em paralelo: a corrente necessária ao fluxo no núcleo e a potência gasta em histerese e correntes de Foucault. Ele permanece mesmo com o secundário aberto (ensaio em vazio).

Por que a tensão do secundário cai com a carga?

A corrente de carga passa pela resistência dos enrolamentos e pela reatância de dispersão. Aproximadamente a queda estima-se pelo termo I(R cos φ + X sin φ) para fator de potência atrasado.

Por que a corrente do primário cresce quando se carrega o secundário?

A corrente de carga reflete-se no primário pela relação de transformação. A fonte entrega a potência de saída mais as perdas; o ramo em paralelo acrescenta a corrente de magnetização.

O transformador funciona em corrente contínua?

Não. É preciso fluxo variável para induzir fem no secundário (lei de Faraday). Depois do transitório, uma tensão contínua não altera o fluxo — a fem do secundário é nula.

Transformador

Relação de transformação, ramo de magnetização, dispersão, perdas no cobre e no ferro, variação da tensão e rendimento em função da carga.

O circuito equivalente está referido ao secundário. A regulação usa a fórmula aproximada usual para cosφ atrasado; saturação, harmônicos, aquecimento, corrente de magnetização na energização e ensaios detalhados em curto-circuito ficam de fora deste modelo didático.

Sobre o modelo

O transformador: o fluxo alternado no núcleo acopla o enrolamento primário ao secundário. No caso ideal, E₂/E₁ = N₂/N₁. O circuito equivalente acrescenta o ramo de magnetização R_c ∥ jX_m (corrente em vazio e perdas no ferro) e o ramo série R_eq + jX_eq (resistência dos enrolamentos e dispersão), referidos ao secundário. Observam-se a queda de tensão para um cos φ dado, as perdas no cobre e no ferro e o rendimento em função da carga. Saturação, harmônicos e a corrente de magnetização na energização ficam de fora do modelo.

Para quem: Graduação: máquinas elétricas, sistemas de energia, ensaios de transformadores.

Conceitos-chave

transformador
relação de transformação
ramo de magnetização
reatância de dispersão
regulação de tensão
perdas no cobre
perdas no ferro
rendimento

Como funciona

O circuito equivalente acrescenta à relação ideal E₂/E₁ = N₂/N₁ duas não idealidades: o ramo paralelo R_c ∥ jX_m (perdas no ferro e corrente de magnetização) e o ramo série R_eq + jX_eq (resistência dos enrolamentos e reatância de dispersão). A queda de tensão com carga, em valores relativos, é ≈ I(R cos φ + X sin φ); o rendimento é η = P_s / (P_s + I²R_eq + P_fe).

Fórmulas principais

E2/E1 = N2/N1, Zbase = E2²/Srated, Req/Xeq a partir da impedância percentual

reg ≈ Ipu(Rpu cosφ + Xpu sinφ), η = Pout/(Pout + I²Req + Pcore)

Perguntas frequentes

O que é o ramo de magnetização?: O ramo em paralelo: a corrente necessária ao fluxo no núcleo e a potência gasta em histerese e correntes de Foucault. Ele permanece mesmo com o secundário aberto (ensaio em vazio).
Por que a tensão do secundário cai com a carga?: A corrente de carga passa pela resistência dos enrolamentos e pela reatância de dispersão. Aproximadamente a queda estima-se pelo termo I(R cos φ + X sin φ) para fator de potência atrasado.
Por que a corrente do primário cresce quando se carrega o secundário?: A corrente de carga reflete-se no primário pela relação de transformação. A fonte entrega a potência de saída mais as perdas; o ramo em paralelo acrescenta a corrente de magnetização.
O transformador funciona em corrente contínua?: Não. É preciso fluxo variável para induzir fem no secundário (lei de Faraday). Depois do transitório, uma tensão contínua não altera o fluxo — a fem do secundário é nula.

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