Como calcular a corrente de um transformador

Escrito por paul dohrman | Traduzido por sergio mosquim junior
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Como calcular a corrente de um transformador
Transformadores (em cinza) (strommasten in einer ortschaft, USA image by PM Photo from Fotolia.com)

Um transformador é um elemento de um circuito elétrico feito de material magnetizável que o permite transportar a energia elétrica de uma corrente alternada para outra, com a diferença de voltagem entre os dois dependente do número de vezes que os dois circuitos dão a volta no transformador. A equação que relaciona a corrente nos dois circuitos unidos pelo transformador é n_1 x i_1 = n_2 x i_2, onde os "n" são o número de voltas respectivas de cada circuito e os "i" são as correntes que seguem por essas voltas. Aqui, o 1 e o 2 são usados como subscritos para distinguir os dois circuitos. Como foi provado em "Fundamentals of Physics" de Halliday e Resnick, essa equação funciona independentemente das diferenças em espessura de fios ou materiais usados entre os dois circuitos. Outra equação que relaciona as correntes é i_1 x V_1 = i_2 x V_2. Você pode derivar essas equações facilmente usando a equação do campo magnético para um solenoide ou espiral e o princípio de conservação de energia.

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Instruções

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    Iguale os campos magnéticos das duas bobinas. Lembre-se que um solenoide com corrente "i" e "n" voltas possui um campo magnético no centro de B=?in, onde "?" é a constante de permeabilidade magnética. Igualar os dois campos magnéticos resulta na primeira equação mencionada na introdução acima.

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    Iguale a potência correndo por ambas as bobinas. De acordo com o princípio de conservação de energia, a potência, ou a taxa com a qual a energia é transferida, precisa ser a mesma entre as duas bobinas somente se uma quantidade insignificante for perdida no transformador como calor (uma afirmação geralmente razoável). A potência elétrica através de um "P" é igual a "iV", onde o "V" é a perda potencial ao redor da bobina. O "P" é o mesmo para ambas as bobinas, então i_1 x V_1 = i_2 x V_2, a segunda equação da introdução.

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    Combine essas duas equações para derivar uma terceira equação que relaciona diretamente as voltas da bobina com a diferença de voltagem entre os circuitos. Em outras palavras, n_2 / n_1 = i_1 / i_2 = V_2 / V_1. Portanto, n_2 / n_1 = V_2 / V_1. Então, por exemplo, se quiser diminuir a voltagem de um circuito para o outro, digamos de 110 V para 12 V, você fará com que o circuito que cede energia tenha 110/12 vezes mais voltas ao redor do transformador do que o circuito que recebe a energia.

Dicas & Advertências

  • Os cálculos acima não precisam presumir que duas bobinas sejam comparáveis em isolamento ou substância e espessura do fio. Como você viu, elas nem precisaram ser derivadas.

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