Transformadores: - entendendo as correntes no primário e secundário - Paulo Brites Eletrônica & etc
26/08/2015 Paulo BritesEletricidade Básica • Eletrônica Básica • Eletrônica Reparação • Física
Parece não ser novidade para ninguém que a tensão de saída (Vs) de um transformador está diretamente relacionada a tensão (Vp) aplicada ao primário através da relação entre o número de espiras (Np) do primário e (Ns) do secundário o que matematicamente se expressa por
Desta forma se a relação de espiras Ns/Np for, por exemplo, igual a 10 basta fazer Vs/Vp = 10 e concluiremos que a tensão no secundário será 10 vezes maior que a tensão que aplicada ao primário. Neste caso trata-se de um transformador chamado "elevador de tensão".
Suponhamos que o transformador com a relação de espiras do exemplo acima foi projetado para receber 220V no primário. Então, teríamos 2200V no secundário (220 x 10). Por outro lado se aplicarmos apenas 110V ao primário, ou seja, a metade de 220V a tensão no secundário também será a metade de 2200V ou 1100V.
Até aqui creio que não haja dúvidas, se você conhece minimamente como um transformador funciona.
Entretanto, o que dizer sobre a corrente?
Em outras palavras, se o transformador do exemplo foi projetado para fornecer à carga, digamos 2A, quando alimentado com 220V o que acontecerá se o alimentarmos com metade da tensão, por exemplo. Ele poderá fornecer a carga também somente da metade da corrente, isto é, 1A ou continuará podendo fornecer os mesmos 2A?
Está é uma questão interessante sobre a qual me questionaram dia desses e como não gosto de responder sem explicar os porquês das coisas, resolvi escrever este artigo para esclarecer esta dúvida.
Sabe-se que o funcionamento de um transformador baseia-se na transferência da energia do primário para o secundário. Assim, se considerarmos um transformador ideal, onde não há perdas de energia, temos que a potência do primário será igual a do secundário o que matematicamente se escreve:
Uma das maneiras de se calcular a potência em um circuito é multiplicando-se a corrente no circuito pela tensão aplicada a ele (P = V x I).
Antes de prosseguir é importante lembrar que neste caso a potência deve ser expressa em volt-ampère (VA), pois trata-se de um circuito de corrente alternada aplicada a uma bobina, portanto não devemos (ou não podemos) expressar a potência em watts (W) como é tão comum se ver por aí.
Então, no caso de um transformador (ideal, sem perdas) temos:
Vp x Ip = Vs x Is.
Uma arrumação matemática na igualdade acima nos permite reescrever a expressão acima como:
Agora observe atentamente as equações 1 e 2 e note que a relação de espiras entre primário e secundário para as correntes é o inverso do que acontece com as tensões.
Vou colocar as duas equações lado a lado para facilitar a observação.
Vamos colocar números para ajudá-lo a entender melhor o que estou querendo dizer. Usemos o nosso transformador do exemplo em que relação de espiras entre secundário e primário é 10.
Suponhamos que este transformador foi fabricado para alimentar uma carga que consome 2A.
Qual será a corrente no primário?
Para responder a esta pergunta basta usar as equações 1 e 2 combinadas.
Como Ns/Np = 10 teremos 10 = Ip/2 logo Ip = 20A
Agora, suponhamos que o primário do mesmo transformador seja alimentado com 110V em vez de 220V, mas que a carga no secundário seja alterada de modo que a corrente no secundário seja mantida em 2A.
Repare que embora tenhamos mudado a tensão de alimentação a relação de espiras não foi alterada, pois isto é uma característica da construção do transformador e, portanto esta relação continua sendo 10.
Ora, dá para perceber facilmente que a corrente no primário não mudará, isto é, continuará sendo 20A embora a tensão no secundário tenha caído para a metade.
E se não tivéssemos alterado a carga no secundário de modo a manter a corrente anterior em 2A.
Bem, neste caso como a tensão no secundário caiu para a metade a corrente também caiu de 2A para 1A, acarretando um corrente no primário de 10A em vez de 20A.
Até aqui creio que você já convenceu que as correntes no primário e secundário também dependem da relação de espiras e não da tensão aplicada ao primário.
Vejamos agora outra situação.
Suponhamos que você tem um transformador projetado para receber apenas 120V no primário e fornecer 12V no secundário sob uma carga máxima de 1A.
Neste caso a relação de espiras Ns/Np será 12/120 = 0,1, pois trata-se um transformador abaixador e a corrente no primário será 100mA quando o transformador estiver fornecendo à carga o máximo de corrente para o qual foi projetado.
Se aplicarmos ao primário apenas 60V em vez de 120V a tensão de saída obviamente cairá para 6V, mas a corrente máxima permitida na carga continuará sendo 1A e não a metade, como algumas pessoas pensam.
Uma questão de concurso: UERJ 2015
Antes de encerrar vou mostrar uma questão sobre o tema que caiu no concurso da UERJ realizado no dia 25/08/2015.
Concuros Técnico em Eletrônica – UERJ 2015
Uma boa prática para se resolver um problema é começar fazendo um pequeno resumo de todos os dados relevantes que foram fornecidos e que é pedido.
Neste caso temos: Np = 100 Ns = 200 VE =120 e RL = 15Ω
Pede-se a corrente do primário que foi designada por IE e na nossa equação 2 chamamos de Ip.
Comecemos calculando a tensão no secundário com auxilio da equação 1: 120/Vs = 100/200 e encontraremos Vs = 240V trata-se, portanto de um transformador elevador o que está coerente com a relação de espiras.
De posse de Vs podemos calcular Is usando a Lei de Ohm: Is = 240V/15Ω = 16A.
Agora usaremos a equação 2 para encontrar a corrente do primário: 200/100 = Ip/16 logo Ip = 32A.
Ops! Não existe esta opção nas respostas.
É, parece que "alguém" cochilou nesta questão! Uma questão que se não for anulada, caberá recurso.
Moral da história: o que "manda" no transformador é a relação de espiras entre os enrolamentos e obviamente a bitola dos fios utilizados neles, sendo que a bitola do fio do primário será função da corrente estabelecida para a carga no secundário.
Olá professor, parabé
ns por suas aulas.
Gostaria de saber, como calcular a potencia consumida na bobina secundária, sabendo-se que a potencia consumida na bobina primária é de 300W e que o rendimento do transformador é de 80%.
No próprio post está explicado Pp = Ps
Como o rendimento é 80% temos uma perda no secundário significa que primário vai consumir 20% a mais, ou seja, 360VA
Estes 60VA serão desperdiçados em calor, o trafo vai esquentar bem.
O correto é falar VA (volt-ampére) e não watts.
ok! Muito obrigado pela gentileza do retorno. entendi, agora!
De nada Wellington.
Percebi pelo seu e-mail que vc parece não ser da área de elétrica a menos que tenha um pé em cada canoa….
Os artigos sobre transformadores aqui no blog são os mais visitados.
Estou pensando em organizar um e-book sobre o assunto assim que concluir as aulas do Curso de Osciloscópio.
Olá professor, pois é, na verdade ando com os pés numa verdadeira "frota" ao longo da vida. Sou apaixonado pelo conhecimento. Apesar de já ter atuado na área do jornalismo, sou Técnico em Automação Industrial, acadêmico de Engenharia Mecânica e atualmente trabalho na área eletromecânica naval.
Parabéns por seu blog que vem realizando excelentes préstimos para muita gente. Já sobre o E-book sobre transformadores, será uma excelente ideia!
Maravilha, saber não ocupa lugar!
Isaías Rita da Silva .
Boa noite professor, tenho analizado aqui as perguntas e respostas, são de muita valia, Deus abençoe o Senhor infinitamente.
Continua compartilhando porque estará ajudando muitas pessoas.
Obrigado Isaias.
Que deus abençoe seus conhecimentos o Sr, sabe ensinar obrigado
Quando ensino, aprendo mais….
Obrigado por compartilhar seus conhecimentos! Gratidão!
Estou com uma dúvida sobre trafos
Um trafo com 0-12vac 2a
Retificando essa tensão em onda completa, com eletrolitico de 5600uf, ele fica em 16vdc
Colocando um 7812 e junto um tip127 para o aumento de corrente na saida do 7812
Ligando uma carga de 8ohms nessa saída, drenaria uma carga de 1,5a, correto?
Essa tensão de 12vdc teria que manter ainda, ou seria normal ela cair?
Estou na duvida se esse trafo tem mesmo esses 2a
No caso acima, ele cai a tensão para 7,6vdc
1) Sem carga deveria dar isso, correto
2) Tem que ver se o transformador realmente aguenta 2A Nem sempre o que está escrito é verdade
3) Quando você coloca o transistor coletor-emissor fica em série com a carga e tem a queda Vce por isso também a tensão pode estar caindo na saída.
4) Talvez melhorando o projeto com um transistor excitando o TIP127 possa melhorar está queda.
5) Outra ideia talvez seja usar um 7815 no lugar do 7812 para compensar a perda.
Vou experimentar o 7815.
Quanto ao trafo, teria como eu verificar se realmente ele suporta esses 2a?
No caso, eu tentei com uma carga de 8ohms, oq cai bem a tensão
Você tem que verificar 3 coisas
1) A tensão DC no filtro com e sem carga
2) A tensão AC do trafo com e sem carga
3) A tensão VCE con carga
Professor tenho uma dúvida
No caso, se eu tenho um trafo de 0-12vac 2a
Retificando ele em onda completa, e com eletrolitico de de 5600uf, ele fica com 16vdc
Usando um regulador 7812 com um tip127 para aumentar a corrente na saida e aplicando uma carga de de 8ohms na saída, a tensão deverá permanecer a mesma? E ele drenaria nessa carga uma corrente de 1,5a? É isso mesmo?
Estou nessa dúvida pois estou testando um trafo aqui nessas especificações, com retificador como dito acima e quando coloco essa carga, a tensão cai para 7,6vdc
Seria o trafo que não fornece a corrente de 2a?
Alguém saberia me dizer de onde exatamente vem essa relação das potências entre primário e secundário (Pp = Ps)?
Pois se eu usar a fórmula da Potência que considera Tensão e Resistência acredito que essa relação não bata… Ex: Um trafo elevador com relação = 2; Up = 9V e Us = 18V; Rp = 50Ω e Rs = 100Ω.
Usando essa relação Pp = Ps terímamos: (9)^2 / 50 = (18)^2 / 100 , o que ficaria: 1,62 VA = 3,24 VA , o que estaria errado. Queria entender como chegaram na relação Pp = Ps, se possível considerando as resistências.
Em primeiro lugar há um erro conceitual na sua interpretação. Um transformador trabalha em corrente alternada, portanto temos que considerar as impedâncias que dependeram das indutâncias dos enrolamentos e não das resistências ôhmicas dos enrolamentos.
Em segundo lugar a relação Pp = Ps vem do fato que não se cria energia apenas se "transforma' portando o que se consome no secundário tem que ser refletido no primário.
Será que esclareceu?
Ah! Gostei das suas dúvidas.
UEUDES BISPO
Bom dia professor, tenho algumas duvidas que irei elencar abaixo:
Um transformador, que está ligado a uma rede elétrica cuja tensão vale Vp=110 V, tem uma corrente primaria de Ip=4A. Qual a tensão no secundario, quando a corrente for Is=20A.???
Transformador funciona com tensão elétrica de 20V e possue 1.500 espiras no enrolamento primário. Quantas espiras são necessárias no enrolamento secundário para que a tensão seja Vs=100V??
Estou com dificldades em achar esses resultados mesmo com as formulas esses calculos ainda não me entram na cabeça poderia me auxiliar??
Caro Uedues
Suas dúvidas parecem que são de matemática básica e demandam que eu prepare uma aula sobre o assunto.
Anotei aqui e assim que puder vou preparar e colocar no site.
everton da silva ferreira paz
Boa noite professor, por favor, se eu tenho a tensão de entrada Ve 20 kv, a corrente primária Ip 10A e Rs 5 ohm, como faço para descobrir o N1/N2?
Precisa saber a tensão no secundário, como aparece na fórmula. A resistência do enrolamento não importa.
Olá tudo bem ? Queria tirar uma dúvida , tenho na minha região a tensão é 220v e tenho um transformador que rabaixa de 220v/110v só que vou mudar para uma região que a tensão lá é 110v, posso usar esse transformador invertendo a função dele no caso o seria para utulizar na geladeira que é 220V ele é de 1000va. Obrigado
Pode, mas não entendi porque vai precisar do transformador.
Se a geladeira é 110V e rede lá tb é 110V, não precisa maia de transformador
Um transformador de 5kVA de 480/240V Pelo circuito de seu secundário aberto. Nessa condição sem carga, a corrente no primário é de 0,15A com FP de 0,6. Calcule (a) a corrente com carga mínima IP, (b) comentar a componente de perda no núcleo IH, (c) a corrente de magnetização IM e (d) a percentagem de cada corrente em relação à corrente de carga máxima.
Não entedi. Isso é um comentário ou você quer que eu faça estes cálculos para você? Com que finalidade?
Mariano Gadelha
Tenho um transformador
Model EI4825
CQC 03001004471
I/P:220V 50HZ
O/P:10V 1.2A
SERVE PARA USAR NUM CD PLAY AUTOMOTIVO (TIPO USAR COMO FONTE)
Você é técnico em eltrônica?
Pela sua pergunta parece que não por que se fosse saberia a resposta.
PROFESSOR EU QUERO SABER EU TENHO UM TRAFO 13 VOLTS PRIMARIO SECUNDARIO 220 VOLTS COMO EU ACHO A CORRENTE DESTE O PRIMARIO É COM BARRAMENTO DE COBRE , O PRIMARIO É FIOS DE 2,5 M2
Você inverteu O primário é 220V o secundário é 13V. Não é tão simples assim. Existem outras coisas a considerar. O artigo do link abaixo pode dar algumas informações importantes
https://www.paulobrites.com.br/nao-comprem-este-transformador-isolador/
Jeovana F. Silva
Eu comprei um transformador de 0-127v-220v no primário
Secundário dele 0-15v – 400ma estava desta maneira na etiqueta.
A corrente do circuito que eu iria alimentar com ele chega no máximo a 200ma, ou seja metade do que a etiqueta diz que ele fornece.
Quando a carga não está drenando nada a tensão chega a 18.4v depois de reticicada e filtrada
Quando boto uma carga que consome 100ma de corrente a tensão cai para 14.8v
Quando boto uma carga que consome 200ma de corrente a tensão cai para 11.5v
Quando boto uma carga que consome 300ma de corrente a tensão cai para 8.8v
Quando boto uma carga que consome 400ma de corrente a tensão cai para 6.3v
O que o professor acha disso?
Sera que enrolaram o secundário com o fio errado ou seria o diametro do núcleo que está subdimencionado?
Olá Jeovana
Varias coisas podem estar acontecendo, então vamos trabalhar a moda Jack (o estripador)
1) 15V- 400mA corresponde a uma carga de 37,5 ohms e uma 6W. Eu começaria verificando se a tensão no secundário cai colocando uma carga ainda sem retificação. Se cair o trafo é de má qualidade pode ser fio, núcleo ou projeto mal feito.
Veja tb como está a tensão no primário.
2) Se passar no teste número 1 tem que ver os cálculos do capacitor de filtro.
Eu apostaria em má qualidade do trafo, já aconteceu isso comigo.
O professor está certo. A questão foi anulada.
O que eu não aceito é que estas coisas aconteçam num concurso público. É uma irresponsabilidade
Professor tenho uma dúvida compro um transformador de 120 para 12+12 2a. Se ligar com a saída 24 v esquecer center tape a corrente e 1a. Ou continua sendo 2a
Continua sendo 2A
Como fica as correntes de um transformador com tensão primária igual a tensao no secundario?
Se eu entendi sua dúvida isso e um transformador de isolamento logo a relação de espiras é igual a 1.
Sendo a assim, a mesma corrente "puxada" no secundário será "puxada" no secundário desprezando as perdas que vai depender da qualidade do dito cujo.
Vamos especificar o transformador pela potência reativa (VA).
Professor, sou obrigado a concordar com o Will:
Usando a fórmula Vp/Vs = Is/Ip => 120/240 = 16/Ip => 0,5=16/Ip => Ip=16*0,5, logo, teremos 8A no primário.
Sim, as contas são estas
andré viero
SABENDO QUE A POTENCIA DO PRIMARIO É MAIOR OU IGUAL A DO SECUNDARIO… SE TEMOS UMA RELAÇÃO DE 2/1 , OU SEJA 2 ESPIRAS DO SECUNDARIO PARA UMA DO PRIMARIO, SABEMOS QUE A TENSÃO DO SECUNDARIO É 240V , QUE SOBRE UMA RESISTENCIA DE 15 OHM TEMOS 16 AMPERES,, POTENCIA É TENSAO X CORRENTE SENDO 240X16= 3.840W , ENTÃO SE A POTENCIA CO PRIMARIO É MAIOR OU IGUAL AO SECUNDARIO, CORRENTE É IGUAL POTENCIA DIVIDIDA PELA TENSÃO, ENTÃO 3.840/120= 32 AMPERES…. QUESTÃO ANULADA…..
Se entendi sua explicação você chegou a mesma conclusão, correto?
Eu só não sabia que a questão tinha sido anulada. Ainda bem.
otniel ferraz silva
– Sabendo que a relação de tensão de um transformador é
1/50, qual a tensão no secundário se aplicarmos uma tensão de
12Vca no primário?
É só usar a equação 1 do texto que você descobre. Já tentou ?
Olá como sou leigo, preciso perguntar : tenho um transformador cuja identificação é a seguinte ( de um lado temos 603v – 110v – 235v – OT – 235v – 6,3v do outro lado temos 6,3v – 0v – 90v – 125v – 195v – 220v – 6,5v. Pelas informações que obtive através dos sit não consigo identificar o primário do secundário pois não consigo ler as resistências através do multímetro. Podes me ajudar?
Considere o OV como provável ponto de partida do primário e aí meça entre este ponto e 90V, 110, 125, 195 e 220. Este 6,5 está estranho e deve ser do secundário.
O secundário deve ser 6,3 com 6,3 e 6,5 , 235 OT 235, Este 603 está estranho
No meu site tem um outro post sobre identificação de primário e secundário.Não lembro o nome, mas dá pra descobri na relação geral de posts.
Quais são as características construtivas que definem a potência do transformador? É o material da bobina?
Olá Lucas, ótima pergunta. Pra começar eu diria que as características do material usado no núcleo, mas é claro que o fio usado para as bobinas também é importante.
está errado, a prova está certa, vc utilizou a formula invertida, use a qual vc colocou no começo da explicação, vs/vp=ns/np.
Explique com mais detalhes onde você diz que está errado, sua afirmação está muito vaga
Jose Paulo Abreu Monteiro
Aprendi muito com o artigo publicado pelo Professor Paulo Brites
olá Paulo, muito bom da sua parte compartilhar essas informações, sou tecnólogo em automação industrial, e técnico em eletrotécnica, e sou fascinado por eletricidade, atuo a mais de de 18 anos no ramo (em campo) e admiro pessoas como você, com ampla experiencia no ramo, nós que estamos apenas começando no ramo elétrico, agradecemos a sua dedicação por compartilhar a sua experiencia, DEUS abençoe a sua vida e sua familia
Tenho dito a muitas pessoas que me sentiria ingrato com a vida se não repasse aos outros todo o conhecimento que acumulei durante todas estes anos.
Como diz uma canção de Mercedes Sosa "Gracias a la vida por me ha dado tanto".
Qual seria a relaçao entre o numeros de espiras para se aplicar 20v no primario e se obter uma tensao secundaria capaz de acender uma lampada de 120v?