Transformador elétrico: como funciona e para que serve?

O transformador elétrico é um dos principais atores da rede, garantindo seu fornecimento e eficiência

A rede elétrica é um emaranhado complexo de elementos que interagem entre si para garantir que a energia se mova de um ponto a outro de forma estável e segura, garantindo que nós, os usuários, tenhamos um suprimento em todos os momentos. Essa disponibilidade é algo que consideramos garantido, mas ainda é um marco tecnológico que é o resultado de incontáveis ​​anos de pesquisa e desenvolvimento aplicados a todos esses elementos. Assim, hoje queremos nos concentrar na operação e função de uma dessas peças-chave: o transformador elétrico, ou trafo.

Antes de nos aprofundarmos na operação e uso reais deste elemento da rede elétrica, pode ser necessário explicar por que a eletricidade deve ser transformada. A razão é que a energia gerada pelas usinas é produzida em baixa ou média tensão, dependendo da fonte, o que torna necessário elevá-la para alta tensão para garantir seu transporte eficiente pela rede elétrica, minimizando perdas no transporte de energia. É neste ponto que entra em operação o nosso protagonista de hoje, o que evita essa perda de energia.

Ou seja, o transformador é o principal “culpado” para que se possa realizar, com sucesso, o transporte de energia elétrica por longas distâncias de forma prática e econômica,

Para isso, o transformador varia diferentes grandezas da corrente alternada, como tensão ou intensidade, mantendo a frequência e praticamente toda a potência em todos os momentos; algo em que os termos de eficiência são alcançados numa faixa entre 96% e 97%. Graças aos princípios da indução eletromagnética, a energia flui de um circuito elétrico para outro sem alterar a frequência, melhorando a segurança e a eficiência dos sistemas de energia em todo o processo de transporte.

Assim, podemos identificar diferentes usos do transformador:

• Variar o nível de tensão dentro de um circuito para cima ou para baixo.
• Ajustar a tensão de geração para transmissão e distribuição.
• Isolar dois circuitos elétricos diferentes, além de evitar a passagem de corrente contínua entre eles.

Quais elementos compõem um transformador elétrico?

Para realizar todas essas funções, os transformadores têm diferentes elementos com suas próprias tarefas. Vamos dar uma olhada nos principais.

• Núcleo: é uma série de folhas magnéticas que também servem como suporte para a montagem de outros elementos, para a condução do fluxo magnético.
• Enrolamento: é o fio ou tira (de cobre ou alumínio) enrolado na forma de bobinas (duas, uma de alta e uma de baixa tensão) e que serve como condutor de eletricidade de um ponto a outro ao redor do núcleo.
• Isoladores: são os materiais que fornecem aterramento entre os diferentes elementos do transformador e suas tensões. Geralmente é utilizado um sistema de camadas de papel submersas em óleo mineral ou vegetal.
• Invólucro: É a estrutura metálica de chapa que compõe o exterior do transformador e serve como recipiente e proteção para todos os elementos.
• Unidade de controle e sensoriamento: É um elemento disponível em transformadores com equipamentos de maior tecnologia, como o transforma.smart, e que permite a coleta de dados sobre o funcionamento da rede e do próprio transformador, bem como o controle digital do próprio dispositivo.

Como funciona um transformador?

Apesar do desafio tecnológico envolvido no projeto de transformadores, sua operação é relativamente simples em comparação com outros elementos de aparelhagem elétrica; e seu sucesso reside em sua simplicidade.

O transformador elétrico acopla dois circuitos elétricos diferentes por meio de um circuito comum (circuito magnético), aplicando os princípios da indução eletromagnética.

Ou seja, um transformador usará os dois enrolamentos (enrolamentos) para gerar um circuito duplo ligado por meio de um elo magnético comum (o núcleo).

A corrente que flui pelo enrolamento de alta tensão gera um fluxo magnético que percorre o núcleo e induz uma corrente e tensão diferentes no enrolamento de baixa tensão, mantendo a frequência. A relação de tensão dos dois enrolamentos (alta e baixa tensão) é proporcional ao número de voltas que cada um deles tem.

Quais são os tipos de transformadores?

Dependendo de suas funções, tipo de sistema elétrico, locais de instalação e tipologia de construção, podemos distinguir vários tipos de transformadores. Então, vamos ver quais são os principais tipos por categoria.

Transformadores elétricos por tipo de sistema elétrico

• Monofásico: o sistema de distribuição elétrica é realizado através de um único condutor (cabo) ou fase.
• Trifásico: o sistema de distribuição mais utilizado, composto por três condutores ou fases. Dessa forma, a corrente trifásica que circula é composta por três correntes alternadas monofásicas de igual frequência e amplitude. Em comparação com o sistema de distribuição monofásico, os custos são reduzidos para a mesma quantidade de energia elétrica transformada e gerada.

Quando o transformador desempenha uma função de reforço de tensão, sendo comumente conhecido como transformador elétrico elevador; e quando realiza tarefas de redução, é conhecido como transformador elétrico abaixador.

Transformadores elétricos por tipo de construção

• Imerso em óleo: este é o mais difundido e tem se mostrado o mais ecológico, além de ter uma vida útil maior que os demais.
• Seco: uma alternativa tecnológica aos transformadores a óleo que, apesar de não utilizar este material, gera uma pegada ambiental topo.

Transformadores elétricos por local de instalação

• Externo: São muito comuns em postes de tensão em estradas, ruas, parques industriais, etc. São de construção robusta para suportar diferentes intempéries, dependendo do local de instalação.
• Interno: São aqueles que podem ser encontrados em seu próprio espaço, como uma central de transformadores de concreto ou metal, onde possuem seu próprio compartimento em comunhão com o restante dos elementos que compõem esses centros.

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