Identificao das Fases e polaridade dos enrolamentos do transformador

Identificao das Fases e polaridade dos enrolamentos do transformadorO relatrio da experincia feita no laboratrio teve como objetivo, descobrir o sentido do enrolamento de uma bobina de um transformador. Demonstrando no trabalho as propriedades do transformador de mltiplos enrolamentos e tcnicas experimentais para descobrir a polaridade dos enrolamentos.

1. TransformadorO transformador uma "mquina" esttica (sem peas em movimento), cuja finalidade a de transmitir, por meio de um campo magntico, energia eltrica de um circuito para outro sem ligao direta, com um nvel de tenso desejado sem alterao da frequncia.

O transformador um dispositivo electromagntico constitudo por duas bobinas acopladas atravs de um ncleo magntico de elevada permeabilidade magntica. O princpio de funcionamento do transformador baseia-se no fenmeno da induo electromagntica, e em particular da induo electromagntica mtua entre bobinas. A principal funo de um transformador elevar ou reduzir as amplitudes da tenso ou da corrente entre as bobinas do primrio e do secundrio. O transformador caracteriza-se pela relao de transformao de tenso entre o primrio e o secundrio, rT=N2/N1.

Os transformadores so utilizados numa gama muito variada de aplicaes de processamento de informao e de energia eltrica. Salientam-se, entre outras, a elevao e a reduo da tenso e do nmero de fases em redes de transporte e distribuio de energia eltrica, a reduo da tenso ou da corrente em instrumentos de medida, a adaptao de impedncias em amplificadores sintonizados em aplicaes de rdio-frequncia e frequncia intermdia, a adaptao de resistncias em aplicaes audio, ou simplesmente o isolamento galvnico entre partes de um mesmo circuito elctrico.

2. Transformadores com multiplos enrolamentosOs transformadores podem ser constitudos com mltiplos enrolamentos primrios ou secundrios.Os enrolamentos encontram-se acoplados uns aos outros atravs de um ncleo magntico comun, sendo em geral todos eles sede de fluxo magntico e de fora eletromotriz induzida.

Nas figuras abaixo so apresentadas diversas ligaes alternativas de um transformador com dois enrolamentos no secundrio.

Os enrolamentos do secundrio so utilizados em circuitos isolados do ponto de vista galvnico.

Os enrolamentos so ligados em srie um com o outro, resultando, respectivamente, na adio e na subtrao das foras eletro-motriz respectivas.

Os enrolamentos partilham um n de referncia comum, portanto constituindo circuitos no isolados do ponto de vista galvnico.

O transformador com ponto mdio representado nas figuras acima, vulgarmente utilizado na retificao de sinais senoidais e na gerao de sinais diferenciais (sinais com amplitudes idnticas, mas sinais contrrios). Com efeito, no caso particular em que os dois enrolamentos do secundrio so idnticos, N2=N3.

3. Polaridade de transformadores

Os bornes dos transformadores so colocados sobre uma tampa ficando a tenso mais alta de um lado e a mais baixa do outro. A ABNT recomenda que os terminais de tenso superior sejam marcados com H1 e H2 e os de tenso inferior com X1 e X2.

Alm de identificar qual o primrio e qual o secundrio, deve-se identificar a polaridade dos transformadores que, no caso dos monofsicos, pode ser subtrativo (mesma polaridade) e aditivo (polaridade oposta). Esta diferena se d devido construo do transformador, mais precisamente na hora em que as bobinas so enroladas no ncleo, se o primrio e o secundrio forem enrolados no mesmo sentido subtrativo, se foram enrolados no sentido contrrio aditivo. Veja ilustrao abaixo.

Aps identificar os terminais das fases determinam-se as polaridades.

Existem vrios mtodos para identificar se o transformador aditivo ou subtrativo, neste trabalho, usaremos o mtodo da corrente alternada. No laboratrio o procedimento foi executado com um transformador isolador com bobinas iguais alimentadas com 115V.

A ilustrao a seguir mostrar se o transformador aditivo ou subtrativo.

1. O primeiro passo identificar qual o primrio e qual o secundrio, feito isso, energiza-se o primrio e mea o primrio e o secundrio. No exemplo temos: V = 115VAC na alta e V = 115V na baixa.

2. O segundo passo ligar um terminal que ser sua referncia (no caso H1) com um terminal do lado secundrio e medir os outros dois terminais (Veja a ilustrao). Se a medida for a soma entre a tenso de entrada e a tenso de sada o transformador possui polaridade oposta, ou seja, aditivo. Feito isso, agora este transformador pode ser identificado da seguinte maneira.

Se a terceira for 0V, ou seja, a diferena entra a entrada e a sada, ento as bobinas esto enroladas no mesmo sentido e, portanto, ele subtrativo. Veja ilustrao:

Em transformadores monofsicos, ligados isoladamente, no h problema se aditivo ou subtrativo, porm, em muitas situaes h a necessidade de colocarmos dois em paralelo e eles devem ser de mesma polaridade, possuir a mesma relao de espiras e a mesma impedncia.