Transformadores

Olá a todos os leitores deste blog. Algum tempo atrás falamos dos indutores, como as bobinas. Hoje vamos falar de uma das aplicações dos indutores, que é a construção de transformadores. Comentarei sobre a sua construção, sobre o seu funcionamentos e um pouco sobre algumas particularidades interessantes. Enfim, sem mais delongas, vamos ao que realmente interessa.

Vamos começar falando da construção mecânica de um transformador, que é algo bastante curioso para quem não compreende os fenômenos magnéticos. Eu mesmo já construí alguns pequenos transformadores para fontes chaveadas, então vou falar do tipo que eu construí, mas a ideia geral é a mesma para outros tipos de trafos.

Ele possui um corpo, que pode ser feito de plástico. Esse corpo possui um furo no meio para a colocação do núcleo do transformador. Ao redor do corpo é enrolado fio esmaltado, que é um fio de cobre com um encapamento de verniz, que isola uma volta do fio das outras. Cada volta da bobina é chamada de espira. Então enrola-se o primário com X espiras. Então é passada uma fita que aumenta a isolação das espiras do primário das espiras do secundário, que são enroladas em seguida. Existe alguns tipos de fita que podem ser usados mas, em todo caso, nada que uma fita isolante não resolva. Após isso é inserido um núcleo de material que concentre as linhas de campo magnético, que é responsável pelo bom funcionamento do transformador. Esse material pode ser ferrite ou outro material que conduza bem o campo magnético.

Agora vamos falar sobre as partes do transformador. Existe o primário, que é onde a tensão de entrada é aplicada. Pode ser, como exemplo, 220V. O secundário é onde a tensão é "retirada", após sofrer a transformação. A tensão pode ser menor, como 12V. Trafos que diminuem a tensão são chamados abaixadores (também conhecidos como rebaixadores). A tensão de saída pode ser maior também, como 600V. Trafos que aumentam a tensão são chamados de elevadores. Existe também um transformador chamado de isolação (ou de isolamento). Sua tensão de saída é igual a tensão de entrada. Por exemplo, se entrarem 220V no primário, sairão 220V no secundário. Eu sei que pode parecer uma ideia estranha, gastar dinheiro em um componente que não faz nada mas... eu não disse que ele não faz nada e em breve veremos as suas aplicações.

Falei que transformadores podem transformar a tensão que entra no primário e fornecer outro valor de tensão no secundário. Também falei que entre os fios do primário e secundário é passada uma fita de característica isolante. Então, como pode a tensão do primário ser transformada e transferida ao secundário? Para responder vamos falar sobre a física por trás do funcionamento dos transformadores.

Sempre que uma corrente passa pelos fios do primário, cria um campo magnético, pois o primário é um indutor e se comporta como tal. Esse campo magnético, quando varia, induz uma força eletromotriz nos fios do secundário. O valor dessa tensão depende da relação entre espiras do primário e secundário. Como a tensão só é induzida quando o campo magnético varia, e esse campo só varia com a variação da corrente, deduzimos que o trafo só funciona com corrente alternada em seu primário. Correntes contínuas injetadas em um transformador podem ser extremamente prejudiciais.

Quanto a função do transformador isolador, falarei agora. Sua função é isolar, como o próprio nome diz. Ele faz com que o circuito "perca" o contato com o solo. É o seguinte. O neutro da rede elétrica é aterrado. Isso significa que o fio fase possui 220V (ou 127V) em relação ao fase e, por consequência, em relação a terra também. Por isso que se encostarmos no fio fase já levamos choque. Pois fechamos o circuito entre esse fio e a terra. Após passar pelo transformador, a tensão continua a mesma: os 220V ou os 127V da rede. Porém no secundário desse transformador a tensão não está relacionada ao terra, ou seja, se encostarmos em somente um dos fios, não levaremos choque, não importando qual fio escolhermos. Quando fazemos isso, dizemos que os dois circuitos (neste caso, a rede elétrica e o que vier depois do trafo) estão magneticamente acoplados. Não existe mais acoplamento elétrico, apenas magnéticos e, por isso, os circuitos estão isolados entre si.

E era isso por hoje. :) Até a próxima, se cuidem e um abraço. Fui...