O que são perdas de transformador?

Um transformador é um componente básico em circuitos eletrônicos que aumenta ou diminui a tensão. Isso é realizado através de dois enrolamentos de fio de cobre, as bobinas primária e secundária, em torno de um ímã contínuo, chamado núcleo. As perdas do transformador referem-se à energia elétrica perdida durante o aumento ou redução da tensão.

Outra maneira de olhar para isso é que nada sai sem um custo em eletrônicos que funcionam a temperaturas operacionais normais. A quantidade de energia colocada no enrolamento do transformador primário sempre sai mais baixa no enrolamento secundário. A bobina primária não toca fisicamente a bobina secundária, como seria de esperar em outros tipos de conexões elétricas. A conexão é realmente feita pelo campo magnético e interage com os elétrons. Essa conexão é conhecida como indução, o que faz sentido porque o campo magnético induz, ou faz com que a eletricidade se mova da bobina primária para a secundária.

As perdas do transformador são um resultado direto da indução magnética e podem ser previstas matematicamente. Para entender isso, pode-se considerar a aparência de um campo magnético. Se as limalhas de ferro estiverem espalhadas em um pedaço de papel rígido colocado sobre um ímã, as limalhas de ferro se formarão em linhas curvas. A eletricidade é perdida nos transformadores porque as linhas magnéticas curvas levam parte da energia para o ar livre e para os materiais circundantes, em vez de diretamente para a bobina secundária.

Quando as pessoas são introduzidas pela primeira vez às perdas de transformadores, a reação pode ser que os transformadores são ineficientes demais para serem bons. O desafio da engenharia, no entanto, é reduzir as perdas do transformador para valores que não são importantes no restante do circuito. Os transformadores variam em tamanho, desde os muito pequenos encontrados nas placas-mãe dos computadores até os muito grandes usados ​​nas usinas industriais. Os grandes transformadores podem se dar ao luxo de perder mais energia do que seus colegas menores.

A energia térmica é um resultado importante das perdas do transformador. Os elétrons perdidos interagem com os materiais ao seu redor, incluindo alguns gases no ar, e é daí que vem o calor. Se o calor não for removido rápido o suficiente, o transformador poderá estourar e, em modelos maiores, explodir. Estalo e explosão também podem ocorrer se um pico de energia elétrica relativamente grande for empurrado para a bobina primária. É por isso que a matemática precisa ser executada primeiro para determinar os limites operacionais de um projeto de transformador específico.