Os transformadores são componentes formados por 2 ou mais bobinas enroladas num núcleo de material ferroso comum. Na figura 1 temos o símbolo e o aspecto deste tipo de componente.
O transformador mais comum é o de alimentação ou força, usado em fontes e que funciona da seguinte maneira:
No enrolamento primário é aplicada a tensão da rede de energia que pode ser de 110V ou 220V conforme o caso.
Esta tensão estabelece uma corrente pelo enrolamento que cria um campo magnético que tem as linhas de força concentradas pelo núcleo de material ferroso.
As linhas de força se expandem e se contraem na mesma frequência da corrente alternada de modo que, constantemente elas cortam as espiras do enrolamento secundário.
O resultado disso é que neste enrolamento é induzida uma tensão elétrica que se torna disponível nas suas extremidades.
O importante do transformador é que esta tensão de secundário tem um valor diferente da tensão de primário e seu valor depende da relação entre as voltas de fio (espiras) dos enrolamentos.
Assim, se no enrolamento primário de 1 000 voltas aplicarmos 110 volts, no secundário de 100 voltas teremos apenas 11 volts.
Podemos então alterar uma tensão alternada usando um transformador, aumentando ou diminuindo seu valor conforme o número de voltas dos enrolamentos.
A espessura do fio usado vai determinar a corrente máxima que podemos obter na saída do transformador.
O importante, além disso, é que os enrolamentos estão isolados um do outro, o que quer dizer que a energia passa apenas por indução. Assim, se o primário está ligado à rede de energia, podemos tocar no secundário, sem o perigo de choques.
O transformador, al‚m de produzir a tensão que um circuito precisa para funcionar também serve como elemento de segurança isolando os circuitos da rede de energia.
**Tipos:
Na figura 2 temos os símbolos de alguns tipos comuns de transformadores.
O primeiro tem um enrolamento duplo, ou seja, podemos selecionar o número de voltas do primário, conforme a tensão da rede de energia em que ele vai ser ligado.
O segundo tem um secundário dotado de uma tomada central a partir da qual podemos ter duas tensões com fases opostas.
Este tipo de transformador facilita o processo de retificação pois são usados apenas dois diodos na retificação de onda completa.
O terceiro tipo é um transformador com dois enrolamentos secundários: um de baixa tensão e outro de alta tensão. Este tipo de transformador é encontrado em aparelhos valvulados.
Um tipo de transformador que está se tornando bastante importante na atualidade é o que faz uso de núcleo toroidal e que é mostrado na figura 3.
Em lugar das chapas em forma de E, I ou F, este tipo de transformador usa um núcleo em anel de pó de ferro ou ferrite.
Além de ser mais leve (o tamanho depende da potência, ou seja, do produto da tensão pela corrente de secundário) ele é mais eficiente.
O princ¡pio de funcionamento, entretanto, é o mesmo: o campo produzido pelo primário, induz a tensão do enrolamento secundário.
Especificações:
Como qualquer outro componente, o transformador deve ser escolhido de acordo com as suas especificações.
Para os transformadores comuns, usados em fontes de alimentação, as especificações mais importantes são:
a) tensão de primário
É a tensão de entrada do transformador, ou seja, a tensão que deve ser aplicada ao enrolamento primário para se obter as tensões e correntes desejadas no secundário. Para os tipos comuns ela pode ser 110V, 220V ou em alguns casos as duas.
Para os transformadores de duas tensões, conforme mostra a figura 4, podemos ter um primário com um enrolamento dotado de derivação ou ainda dois enrolamentos primários.
b) tensão de secundário
É a tensão de saída, ou seja, a tensão que obtemos no enrolamento secundário quando a tensão nominal é aplicada no primário.
Ela pode ser maior ou menor que a tensão do primário, caso em que podemos ter transformadores elevadores ou abaixadores de tensão.
Quando o transformador possui um enrolamento secundário dotado de derivação, então ele apresenta duas tensões, na realidade.
Assim, para os exemplos da figura 12, temos transformadores de 6+6V e de 12+12V. Observe então que entre os extremos do secundário do primeiro temos 12V e no segundo temos 24V.
É interessante observar que a tensão do secundário de um transformador não é obrigatoriamente a tensão que uma fonte fornece.
A tensão do secundário do transformador ao passar por processos de retificação, filtragem e regulagem é alterada podem então aparecer na saída com valores maiores ou menores.
Em suma, um transformador de 6V não é encontrado obrigatoriamente numa fonte de 6V.
c) Corrente de secundário
É a corrente máxima que o enrolamento secundário pode fornecer. Ela deve ser sempre maior ou igual a exigida pelo circuito que vai ser alimentado.
Assim, podemos usar um transformador de 6V x 500 mA para alimentar uma lâmpada de 6V x 200 mA mas não podemos usar um transformador de 6V x 200 mA para alimentar uma lâmpada de 6V x 500 mA.
d) Potência
Na verdade, esta característica não é indicada, mas é importante e pode ser calculada facilmente multiplicando-se a corrente de secundário pela tensão de secundário.
Com isso, um transformador de 12V x 500 mA tem, em princípio uma potência de 6 watts.
Dizemos, em princípio, pois existem perdas, o que quer dizer que na verdade, o transformador exige um pouco mais da rede de energia, ficando a diferença por conta do calor gerado no componente e das próprias perdas que ocorrem no seu funcionamento pela dispersão do campo magnético.
Usando:
Para usar o transformador, observe em primeiro lugar, se a tensão do primário ‚ igual à da rede em que você pretende ligá-lo.
Depois, verifique se a tensão e a corrente de secundário são compatíveis com a aplicação. A corrente pode ser maior ou igual à exigida, mas com a tensão devemos tomar cuidado.
Somente nos circuitos que usam reguladores integrados ou mesmo transistorizados, eventualmente podemos usar um transformador de maior tensão sem problemas, desde que esteja dentro dos limites que o dispositivo usado na regulagem admita.
Por exemplo, um regulador 7806 para saída de 6V x 1A pode operar com tensões de entrada de 8 a 25V. Assim, podemos tanto usar tanto transformadores de 9 V, 12V como 15 V de secundário, sem problemas!
Ver também:
• Corrente alternada (326)
• Indutância (24)
