o princípio de funcionamento do autotransformador e da construção é semelhante ao dos dois transformadores de enrolamento convencionais. No entanto, difere na maneira como o primário e o secundário são inter-relacionados.
em um transformador de dois enrolamentos, primário e secundário são apenas magneticamente ligados por um núcleo comum, mas são completamente isolados um do outro. Mas no caso de enrolamentos de transformadores automáticos são conectados eletricamente e magneticamente.
consiste em apenas um enrolamento enrolado em um núcleo magnético laminado, com um contato móvel rotativo. O mesmo transformador automático pode ser usado como um transformador step-down ou step-up.
O diagrama de circuito de um auto transformador é mostrado na Figura. Quando a fonte monofásica da C. A. é conectada entre terminais de A e de D e a saída é tomada dos terminais de C e de e, este auto transformador operará como um transformador step-down.
porque o número de voltas no enrolamento entre a E D terminal (ou seja, enrolamento primário) é mais do que o número de voltas no enrolamento entre o terminal C e e (ou seja, enrolamento secundário).
por outro lado, quando a fonte monofásica da C. A. é conectada entre terminais de B e de D e a saída é tomada dos terminais de C e de e, o mesmo auto transformador operará como um transformador step-up.
porque o número de voltas no enrolamento entre B E D terminal (ou seja, enrolamento primário) é menor do que o número de voltas no enrolamento entre C e e terminal (ou seja, enrolamento secundário). Podemos fazer pequenas variações na tensão de saída tirando a saída de diferentes fitas do transformador automático.
a corrente na seção de enrolamento de um transformador automático, que é comum a ambos os enrolamentos (CD) é mínima (I1 – I2). Portanto, a área da seção transversal desse fio de enrolamento é mínima.
energia transformada eletricamente em autotransformador
em um autotransformador, a energia é transformada na carga por dois meios, eletricamente e magneticamente (ou indutivamente). Isso pode ser comprovado que
poder de transformar indutivamente = potência de entrada(1 − K)
e o poder de transformar eletricamente = K × potência de entrada
Poupança de Cobre em um Autotransformer
é óbvio que o peso do cobre necessária em uma autotransformer será menor do que a de um ordinário de dois enrolamento do transformador. Pode-se provar matematicamente que o peso do cobre necessário em um autotransformador (Wa) será:
Wa = (1 − K) × Wo
∴ de Verão = Wo − Wa
= Wo − (1 − K) Wo = KWo
∴ de Verão = K × Wo
Onde Wa = peso de Cu em autotransformer,
Wo = peso de Cu é comum transformador,
K = relação de transformação.
é claro que a economia aumentará à medida que K se aproximar da unidade.
Vantagens / Desvantagens / aplicações do transformador automático
vantagens de um transformador automático
- tensão continuamente variável pode ser obtida.
- ele precisa de menos cobre e é mais eficiente do que um transformador de dois enrolamentos das mesmas classificações.
desvantagens de um transformador automático
se o enrolamento (CE) quebrar (circuito aberto), a ação do transformador será perdida e a tensão primária completa aparecerá na saída. Pode ser prejudicial à carga quando estamos usando um transformador automático como um transformador abaixador. É por isso que um transformador automático é usado apenas para fazer pequenas variações na tensão de saída enquanto usa como transformador abaixador.
uma outra grande desvantagem de um autotransformador é que o secundário não é isolado eletricamente de seu primário. Quando estamos usando-o como um transformador step-down, o secundário pode causar choque elétrico grave, mesmo que faça uma tensão muito pequena (digamos 25 V). Porque não é eletricamente isolado da rede elétrica (ou seja, conectado à rede elétrica).
para entender esses conceitos com mais clareza, suponha que queremos obter uma fonte de 30 CA da rede elétrica de 220 V. Nós podemos obter a fonte da C. A. de 30 V usando um transformador da etapa de 220/30 V ou por um autotransformer de 220/30 V.
mas a última opção é geralmente evitada porque:
- economizar em cobre será muito pequeno.
- se ocorrer alguma falha, 220 V aparecerão nos terminais secundários e destruirão os dispositivos conectados ao secundário.
- quando o nosso sistema está funcionando corretamente, ou seja, dando 30 V de alimentação, mesmo assim qualquer um toca o terminal secundário do transformador (30 V) pode obter um choque elétrico grave é algumas situações, porque ele não está isolado da rede elétrica.
Considerando que quando usamos um transformador abaixador, podemos facilmente tocar no terminal secundário do transformador de operação porque seu nível de tensão é muito baixo (30 V) e seu primário e secundário é completamente isolado eletricamente um do outro. Ou seja, não há conexão elétrica entre o primário e o secundário. A potência é transferida de um circuito para o segundo circuito apenas por fluxo magnético.
aplicações de um transformador automático
os transformadores automáticos são usados
- como acionadores de partida para motores de indução e motores síncronos que são conhecidos como acionadores de partida de transformadores automáticos.
- em laboratórios para obter uma tensão continuamente variável.
- em estabilizadores de tensão como transformadores reguladores.
- como transformador de reforço para aumentar a tensão em alimentadores CA.
Obrigado por ler sobre o princípio de funcionamento do autotransformador.
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