Calculadora de transformador ideal

Um transformador ideal transfere potência em corrente alternada entre dois enrolamentos por meio de um campo magnético variável. O enrolamento primário recebe a tensão da fonte, e o secundário fornece uma tensão transformada à carga. No modelo ideal, desprezam-se a resistência dos enrolamentos, a dispersão magnética, as perdas no núcleo e a corrente de magnetização. Essas hipóteses tornam as relações entre tensão, corrente e espiras especialmente claras. A tensão segue a relação de espiras. A tensão secundária dividida pela primária é igual às espiras secundárias divididas pelas primárias. Um secundário com menos espiras produz menor tensão, caracterizando um transformador abaixador. Com mais espiras, produz maior tensão, caracterizando um elevador. A calculadora define a relação exibida como espiras secundárias divididas pelas primárias; assim, a tensão secundária é a tensão primária multiplicada por essa relação. A corrente varia no sentido inverso. Como o transformador ideal conserva a potência aparente, o produto da tensão pela corrente primária é igual ao produto da tensão pela corrente secundária. Portanto, a corrente secundária é a primária multiplicada pelas espiras primárias e dividida pelas secundárias. Um transformador abaixador reduz a tensão e aumenta a corrente disponível, enquanto um elevador aumenta a tensão e reduz a corrente. A calculadora oferece modos separados de tensão e corrente para evidenciar essa relação inversa. Espiras são voltas do enrolamento, não uma unidade de comprimento. Apenas sua razão determina a transformação ideal, de modo que 100 espiras primárias e 20 secundárias produzem a mesma relação que 1,000 e 200. Projetos reais ainda precisam de espiras suficientes para a área do núcleo, a frequência e a densidade de fluxo escolhidas. Poucas espiras podem saturar o núcleo e causar corrente excessiva, mesmo quando a relação parece correta. Transformadores reais sempre se afastam do modelo ideal. A resistência do cobre causa perdas nos enrolamentos e queda de tensão; a histerese e as correntes parasitas no núcleo geram calor; a indutância de dispersão afeta a regulação, e uma corrente de magnetização a vazio é necessária para estabelecer o fluxo. Muitos transformadores de potência têm alta eficiência, mas nunca exatamente 100 por cento. Na seleção prática, devem ser considerados tensão nominal, frequência, isolação, elevação de temperatura, regulação e potência da carga. Use esta calculadora para analisar relações, resolver exercícios, comparar enrolamentos e fazer estimativas iniciais de circuitos. Ela não determina a bitola do fio, o tamanho do núcleo, a densidade de fluxo, a eficiência ou a potência nominal segura. Trabalhos com a rede elétrica ou alta tensão exigem isolamento adequado, proteção contra sobrecorrente, componentes aprovados e revisão do projeto por profissionais qualificados. A relação numérica é simples, mas a construção do transformador e a segurança elétrica não são.