Em um transformador de corrente, a corrente primária causa um campo magnético no núcleo, que por sua vez gera uma corrente no secundário. Bem.
Como é que um transformador de potência gera uma tensão e não uma corrente? Não é o mesmo princípio?
Em um transformador de corrente, a corrente primária causa um campo magnético no núcleo, que por sua vez gera uma corrente no secundário. Bem.
Como é que um transformador de potência gera uma tensão e não uma corrente? Não é o mesmo princípio?
Respostas:
Um transformador é um transformador destinado ao uso em detecção de corrente ou conversão de energia. Todos os transformadores trabalham com o mesmo princípio.
No entanto, há uma latitude considerável em vários parâmetros ao projetar um transformador. Essas compensações diferentes dão ao transformador características diferentes e, portanto, o tornam adequado para diferentes aplicações.
Um transformador de detecção de corrente é otimizado para ter pequena impedância primária, a fim de minimizar a queda de tensão na linha na qual ele pretende medir a corrente. O secundário também deve ser conectado a uma baixa resistência. Isso reflete uma impedância mais baixa para o primário. O transformador é operado principalmente no modo de saída de curto-circuito. Observe que pouca energia é transferida através do transformador. A energia é retirada do campo magnético pelo secundário quase tão logo é colocada pelo primário. Como resultado, o núcleo pode ser pequeno, pois nunca precisa reter muita energia a qualquer momento.
Um transformador de energia tem uma finalidade diferente, que é transferir energia do primário para o secundário. Às vezes, são apenas para isolamento, mas geralmente também é necessário obter uma combinação diferente de tensão e corrente na saída e na entrada. Para obter energia, você precisa de tensão e corrente, o que significa que o transformador precisa ser operado em algum lugar entre a saída de curto-circuito, onde não há tensão, e a saída de circuito aberto, onde não há corrente. Geralmente, os transformadores de potência são projetados para que o secundário pareça com uma impedância razoavelmente baixa e, portanto, sua tensão não cai muito na potência nominal. Eles também precisam se comportar razoavelmente com carga leve ou sem carga, o que significa que o gabinete de circuito aberto. Novamente, você deseja baixa impedância para que a tensão no caso de carga leve não seja muito diferente do caso de carga total. Este tipo de transformador deve ser capaz de lidar com maior energia no campo magnético. Isso significa um núcleo fisicamente maior e, portanto, mais pesado.
A diferença não está no princípio físico, apenas no uso.
O transformador de potência é usado para converter a tensão usando o número de enrolamentos nas duas bobinas como proporção, enquanto o transformador de corrente é apenas um indutor colocado ao redor de um fio para detectar o campo magnético causado pela mudança de corrente. Então você o usa para medir a corrente (CA) sem interromper o circuito.
Mas ambos os transformadores produzem uma voltagem, basicamente, dada pela lei de indução de Faraday. A diferença é que o transformador de potência é acionado por tensão e a corrente é determinada pela carga no outro enrolamento.
O princípio do transformador é que uma corrente variável induz um campo magnético e o campo magnético induz uma tensão. Depois, há a lei de Ohm, que implica que, para uma tensão aplicada a uma carga, você tem uma corrente proporcional à resistência da carga.
Se você os juntar, você terá um loop infinito no qual a corrente na carga influencia o campo magnético que gera a tensão na própria carga. É assim que a corrente no primário do transformador de potência é determinada.
Sobre o transformador de corrente, você deseja que a maior carga possível evite uma corrente significativa fluindo nele, porque gera esse efeito de realimentação.
Resumo simples:
Um transformador de corrente é um transformador "normal" (entrada de tensão) :( saída de tensão) otimizado para uma tarefa especial.
Um transformador de corrente é SEMPRE operado com um resistor de carga definido.
Uma constante K pode ser calculada com base no resistor de carga e na taxa de voltas, de modo que
Iin = Vout x k. Veja abaixo para detalhes.
Portanto, Iin pode ser determinado medindo Vout.
Apesar do nome, um transformador de corrente funciona de acordo com as equações padrão relacionadas ao transformador (ignorando não idealidades como a resistência do enrolamento). O primário geralmente é efetivamente uma única volta, produzida pela passagem de um fio que transporta o circuito a ser medido através do núcleo. :
Entradas = volta ou viradas primárias.
Voltas = voltas secundárias. Definir taxa de voltas = TR = Turns_out / Turns_in
Vin x Iin = Vout x Iout ...... (2)
Iin = Iout x Vout / Vin ...... (3) = rearranjo de (2)
MAS se tivermos uma carga resistiva = Rout, então
então
Iin = Vout x TR / RCarregar ...... (5b)
(Então Vout = Iin x Rl / TR) ...... (5c)
Para uma dada carga e razão de voltas, TR / carga é uma constante = K, digamos
- Iin = Vout x K ...... (6) <- resultado pretendido
Assim, para uma determinada carga, podemos determinar o Iin do Vout multiplicado por uma constante.
Alguns transformadores de corrente têm o Rout incluído como parte da montagem.
Alguns CTs precisam de rotas adicionadas.
A falha em adicionar uma rota fornece Vout = muito, muito, muito grande, mas geralmente não por muito tempo.
Normalmente, a entrada "enrolamento" é uma única volta ou um fio que passa através do núcleo. Usar várias voltas ou enrolar um fio que transporta a corrente alvo através do núcleo várias vezes diminui a taxa de voltas - então (consulte 5c) o Vout cai.
Parece que o núcleo não satura e opera o mais linearmente possível para Rl e, portanto, Vout pode não ser "muito grande". Max Rl e / ou Vout são especificados pelo fabricante.