FORMAÇÃO
revista técnico-profissional
o electricista
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Manuel Teixeira e Paulo Peixoto Formadores da ATEC - Academia de Formação
ficha prática n.º 12
{MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS}
Após uma passagem pelas máquinas rotativas, decidiu-se abordar agora as máquinas eléctricas estáticas donde se evidencia, o transformador.
O TRANSFORMADOR O transformador é uma máquina eléctrica estática que absorve energia eléctrica através dum enrolamento e a fornece, transformada, por um ou mais enrolamentos, isolados electricamente do primeiro. Não há como nas máquinas rotativas, uma conversão da energia mas sim uma transferência de energia eléctrica entre circuitos isolados electricamente, com a alteração das características – tensão, intensidade, número de fases, etc. A transferência de energia é feita por indução magnética pelo que, sendo os enrolamentos fixos é necessário que, entre eles, esteja assegurado um acoplamento magnético na base dum fluxo comum aos enrolamentos e que esse fluxo seja variável no tempo. Dai só poder funcionar com correntes eléctricas variáveis no tempo. Independentemente das aplicações indicadas no número anterior, o estudo do transformador é feito na base da transformação de tensões. Tratando-se de um transformador monofásico utilizar-se-ão dois enrolamentos com diferentes números de espiras, no caso mais geral, e um núcleo magnético a assegurar o acoplamento entre os dois enrolamentos. Nos transformadores polifásicos, teremos ligados à fonte de energia tantos enrolamentos quantas as fases e, também, esse mesmo número, a fornecer a energia eléctrica transformada. A utilização quase exclusiva da corrente alternada no transporte e distribuição da energia eléctrica é, praticamente, devido à existência do transformador estático. Motivos técnicos, económicos e de segurança levam a adoptar valores diferentes da tensão, conforme se trate da produção de energia eléctrica nas centrais, do transporte dessa energia por grandes linhas, da distribuição dessa energia ou do seu consumo. Surge, assim, a necessidade de adaptar a tensão às diferentes etapas da energia eléctrica, desde as centrais até aos locais de consumo. Sem esta possibilidade de adaptação, o enorme desenvolvimento na transmissão e distribuição da energia eléctrica nas últimas décadas, não se teria verificado.
A possibilidade de adaptar as tensões por meios estáticos deriva da lei da indução. Com dois enrolamentos isolados electricamente mas com uma ligação magnética, a razão dos seus números de espiras determina com muita aproximação a razão entre as tensões de entrada e de saída e a razão inversa entre as correntes, pelo que, também muito aproximadamente, serão as potências aparentes de entrada e saída. Naturalmente que, de acordo com a lei da indução, o funcionamento do transformador estático só é possível se as tensões forem variáveis no tempo. Só por si, a necessidade de adaptar as tensões justifica a importância do transformador. Contudo existem, ainda, um conjunto de aplicações que aumentam essa importância. Entre elas são de mencionar: 1. Nos sistemas de energia › Transformadores de medida, destinados à alimentação de aparelhos de medida, aparelhos de comando e de protecção em circuitos cuja tensão exceda umas centenas de volts. Ainda se empregam no caso de tensões não elevadas quando as correntes são muito intensas. São, fundamentalmente de dois tipos conforme a grandeza de base a transformar: - Transformadores de tensão - Transformadores de intensidade › Transformadores de isolamento, destinados a isolar duma rede, independentemente da sua tensão, um circuito auxiliar, por exemplo de medida. › Transformadores de corrente constante, destinados a fornecer na saída uma intensidade de corrente constante, independentemente da carga. › Transformadores do número de fases. Na transmissão de energia eléctrica adopta-se a corrente alternada trifásica por razões económicas. Na alimentação de certos circuitos de rectificação há vantagem em utilizar um maior número de fases o que pode ser feito com transformadores. A única transformação para um menor número de fases que se usa é a de trifásico em difásico, utilizada em tracção eléctrica e na alimentação de grandes fornos eléctricos monofásicos.