Melhor resposta
Olá!
Um transformador é baseado em um fato muito simples sobre eletricidade: quando um corrente elétrica flutuante flui através de um fio, ele gera um campo magnético (um padrão invisível de magnetismo ) ou “fluxo magnético” ao seu redor. A força do magnetismo (que tem o nome bastante técnico de densidade de fluxo magnético) está diretamente relacionada ao tamanho da corrente elétrica. Portanto, quanto maior a corrente, mais forte é o campo magnético. Agora, há outro fato interessante sobre eletricidade também. Quando um campo magnético flutua em torno de um pedaço de fio, ele gera uma corrente elétrica no fio. Então, se colocarmos uma segunda bobina de fio ao lado da primeira e enviarmos um corrente elétrica na primeira bobina, vamos criar uma corrente elétrica no segundo fio. A corrente na primeira bobina é normalmente chamada de corrente primária e a corrente no segundo fio é (surpresa, surpresa) a corrente secundária. O que nós ” O que fizemos aqui é passar uma corrente elétrica pelo espaço vazio de uma bobina de fio para outra. Isso é chamado de indução eletromagnética porque a corrente na primeira bobina causa (ou “induz”) uma corrente na segunda bobina. Podemos fazer com que a energia elétrica passe com mais eficiência de uma bobina para a outra enrolando-a em uma barra de ferro (às vezes chamada de núcleo):
Para fazer uma bobina de fio, simplesmente enrolamos o fio em voltas ou (“voltas” como os físicos gostam de chamá-las). Se a segunda bobina tiver o mesmo número de voltas que a primeira, a corrente elétrica na segunda bobina será virtualmente do mesmo tamanho que a da primeira bobina. Mas (e esta é a parte inteligente) se tivermos mais ou menos voltas na segunda bobina, podemos tornar a corrente e a tensão secundárias maiores ou menores do que a corrente e a tensão primárias.
Uma coisa importante a notar é que esse truque funciona apenas se a corrente elétrica estiver flutuando de alguma forma. Em outras palavras, você deve usar um tipo de eletricidade em constante reversão chamada corrente alternada (CA) com um transformador. Os transformadores não funcionam com corrente contínua ( DC), onde uma corrente constante flui constantemente na mesma direção.
Obrigado.
Resposta
Quando um grande transformador de energia é energizado, muitas vezes você ouvir um rosnado alto. Isso se deve à presença de correntes de inrush assimétricas anormalmente altas. As correntes de inrush geralmente têm um componente CC que satura o núcleo em meio-ciclos alternados de CA. As correntes de inrush costumam ser de 10 a 15X a corrente nominal de plena carga para grandes transformadores de potência. Quando o núcleo satura, ele atrai um ímã anormalmente alto izing correntes da alimentação do lado primário. Essas correntes anormais causam sons rosnados altos do núcleo vibrante e do enrolamento primário. A corrente de pico anormal diminui exponencialmente em direção aos níveis nominais (simétricos), permitindo que as correntes de pico transitórias eventualmente diminuam abaixo dos níveis de saturação do núcleo.
O tempo que leva para a corrente de entrada se estabilizar em valores nominais depende do tamanho do núcleo do transformador, da magnetização residual no núcleo antes de o transformador ser reenergizado e da posição na forma de onda de tensão CA de entrada quando o transformador foi reenergizado. A duração do transiente de pior caso pode variar de uma fração de segundo para transformadores pequenos a 10 segundos para transformadores de potência de distribuição maiores e até minutos para transformadores de transmissão de potência muito grandes.
Por exemplo, aqui está o som de um banco de transformadores de 138 kV sendo energizados:
O videoclipe a seguir captura os sons de transientes de corrente de inrush para transformadores de potência de 400 kV muito maiores. Observe quanto tempo leva para que as correntes de inrush diminuam nesses transformadores de potência massiva:
É possível reduzir significativamente os efeitos da corrente de inrush ligando o transformador no pico da forma de onda da tensão de entrada usando técnicas de comutação eletrônica. Às vezes, também é possível reduzir o grau de magnetização remanescente deixado no núcleo para reduzir as correntes de pico de pior caso quando o transformador é reenergizado. Isso é feito adicionando-se intencionalmente um pequeno espaço de ar no circuito magnético do núcleo durante a fabricação do transformador. Outra abordagem é dar uma “partida suave” no transformador inserindo temporariamente um banco adequado de resistores de alta potência em série com o enrolamento primário para limitar a corrente de pico do pior caso. O banco de resistores entra em curto depois que a corrente transitória de energização cai para um nível aceitável.No entanto, nem todas essas técnicas podem ser possíveis ou econômicas para grandes transformadores de alta tensão.