O uso comum de um transformador todos conhecem: alterar tensões alternadas ou casar impedâncias. Normalmente, o que todos fazem é empregar tais componentes de forma única esquecendo-se de que existem alguns usos diferentes que podem ajudar a resolver alguns problemas técnicos de forma muito criativa. Neste artigo descrevemos alguns desses usos.
Os transformadores comuns de alimentação possuem dois enrolamentos:
Um enrolamento é o primário de alta tensão para ser ligado na rede de energia e que pode ter uma tomada ou ainda ser formado por dois enrolamentos diferentes, conforme mostra a figura 1.
O outro enrolamento é o secundário de baixa tensão que pode ser único, duplo ou ainda ter derivações ou tomadas conforme mostra a figura 2.
Na aplicação normal destes componentes aplicamos a tensão alternada na entrada ou enrolamento primário, conforme seu valor e retiramos do secundário a tensão desejada (nominal) conforme o enrolamento ou derivação, conforme mostra a figura 3.
No entanto, o que muitos não sabem é que podemos jogar com as características dos dois enrolamentos e das próprias derivações e com isso obter comportamento diferentes do normal o que nos leva a algumas aplicações diferenciadas para este tipo de componente.
Analisemos algumas delas.
a) Auto-transformador
O enrolamento primário de um transformador comum com derivação possibilita seu uso como um alto-transformador elevador ou abaixador de tensão.
Assim, um transformador com enrolamento de 110/220 V conforme mostra a figura 3, tanto pode ser usado para abaixar a tensão da rede de 220 V para 110 V como para aumentar a tensão da rede de 110 V para 220 V.
Na figura 4(a) temos o primeiro caso em que usamos o transformador para abaixar a tensão da rede de 220 V, observando que não existe isolamento da rede em relação à carga e que o secundário, não importa de que tensão, fica desligado.
Na figura 4(b) temos o uso como elevador de tensão e neste caso também notamos que não existe isolamento da rede de energia e que o secundário permanece desligado.
A potência máxima que o transformador admite neste tipo de aplicação é pequena. Assim, se tivermos um transformador com um secundário de 12 V x 1 A que representa uma carga de 12 W, a carga máxima para o circuito alimentado pelo transformador na aplicação será da mesma ordem. Caso contrário ele pode aquecer e queimar.
Isso significa que o uso de um pequeno transformador de alimentação nesta aplicação está limitado a aplicações de muito baixa potência.
b) Regulador de Passo de Tensão Pequeno
Um transformador com um secundário de baixa tensão entre 6 e 12 Volts pode também ser usado para somar ou subtrair esta tensão da tensão da rede de energia.
Isso nos leva a uma aplicação interessante que é a de funcionar como um compensador para as redes de energia que possuem tensão acima do normal ou abaixo do normal, levando aparelhos a problemas de funcionamento.
O primeiro caso é mostrado na figura 5 em que usamos um transformador de 6 a 12 Volts para somar esta tensão à rede de energia.
Se a rede de energia tem uma tensão de valor anormalmente baixo, 95 volts por exemplo, podemos somar 12 ou 15 V de um transformador, obtendo de 107 a 110 V, ligando o transformador do modo indicado.
O segundo caso é mostrado na figura 6 em que a tensão do secundário é subtraída da tensão da rede. Assim, numa rede em que temos uns 130 V o que pode forçar certos equipamentos, podemos subtrair 12 ou 15 V de um transformador e com isso obter uma tensão mais baixa para a carga.
A potência máxima da carga que pode ser alimentada é dada pela corrente do secundário do transformador.
Por exemplo, para um secundário de 1 A (não importa a tensão) a corrente na rede de 110 V de 1 A corresponde a uma carga máxima de 110 W e na rede de 220 V a 220 W.
Um circuito prático interessante é o mostrado na figura 7 em que temos um regulador manual de tensão com dois passos de 12 V.
Com este circuito podemos somar 12 V à tensão de saída em relação à tensão da rede, manter a tensão da rede ou ainda subtrair a tensão de 12 V da tensão da rede.
Podemos dizer que se trata de um regulador com 3 posições como:
1. Subtrai 12 V
2. Mantém a tensão da rede
3. Soma 12 V
Se o leitor conseguir um transformador de alimentação com várias tensões de secundário como o mostrado na figura 8, pode elaborar um regulador com mais posições.
c) Associação de Transformadores
Outra aplicação importante dos transformadores é dada pela associação de diversas unidades.
Assim, podemos ligar os primários dos transformadores em paralelo à rede de energia, alimentando-os da forma convencional.
No entanto, os secundários que serão ligados em série podem ser colocados em fase ou em oposição de fase o que nos leva a duas possibilidades.
A primeira é mostrada na figura 9 em que temos a soma das tensões.
Neste caso, se usarmos um transformador de 12 V em série com um de 6 V podemos obter 18 V. A corrente máxima será a corrente do enrolamento de menor capacidade. Por exemplo, se usarmos um transformador com 6 V x 1 A e um de 12 V x 500 mA, a corrente máxima obtida será de 500 mA.
A segunda é mostrada na figura 10 em que os enrolamentos ficam em oposição de fase. Neste caso, a tensão obtida será a diferença entre as tensões dos enrolamentos associados.
Da mesma forma que no caso anterior, a corrente máxima será a corrente do enrolamento de menor capacidade.
Este tipo de raciocínio vale para a associação dos enrolamentos de mais de 2 transformadores.
Os transformadores usados têm enrolamentos de 6 V e de 15 V ambos com 500 mA.
d) Isolamento com dois transformadores
Na figura 11 temos uma aplicação interessante que nos possibilita improvisar um transformador de isolamento com dois transformadores iguais comuns de qualquer tensão de secundário.
Neste caso o primeiro transformador abaixa a tensão da rede para um valor determinado o qual é depois aumentado pelo transformador seguinte voltando ao que era.
A potência máxima com que este circuito deve trabalhar é a potência dos transformadores compensando-se uma certa perda que existe nas duas transformações sucessivas de energia.
CONCLUSÃO
A fase dos enrolamentos pode ser tanto verificada com o osciloscópio com pela própria ligação em série. Enrolamentos em série podem ter as tensões somadas ou subtraídas e isso pode ser verificado com um simples multímetro.
As aplicações diferentes que vimos são apenas algumas de outras que os leitores imaginosos podem descobrir. Se tiverem alguma outra aplicação interessante para sugerir escrevam-nos que teremos o máximo prazer em divulgá-las após analisar sua viabilidade.
De qualquer forma, em todas as aplicações que envolvam o uso de transformadores tenham sempre em mente que existem perdas na transformação em que portanto a potência que se obtém na saída é menor do que a que se aplica na entrada.
