De que componentes é constituída a corrente de excitação de um transformador? Como eles são modeladas no circuito equivalente de um transformador?
Passo 1
Beleza, deixa eu ver o que a questão pede: ela quer saber de que “pedaços” é feita a corrente de excitação de um transformador e como a gente representa esses pedaços lá no circuito equivalente.
Conteúdo: transformador – mais precisamente a corrente de excitação (ou corrente de vazio) e o circuito equivalente de um transformador.
O que vamos precisar:
Conteúdo: transformador – mais precisamente a corrente de excitação (ou corrente de vazio) e o circuito equivalente de um transformador.
O que vamos precisar:
- Entender que a corrente de excitação se divide em duas partes: a que cria fluxo magnético (magnetização) e a que cobre as perdas no ferro (histerese + correntes parasitas).
- Saber que, no circuito equivalente, essas duas correntes viram elementos em paralelo: uma reatância magnética Xm e uma resistência de perdas Rc.
Passo 2
Primeiro, bora falar da teoria por trás da “corrente de excitação”. Quando você aplica tensão ao enrolamento primário do transformador sem carga no secundário, ainda assim circula uma corrente, chamada de I₀, que faz duas coisas:
- Criar o fluxo magnético no núcleo (é a corrente de magnetização, Iμ).
- “Pagar a conta” das perdas no núcleo (perdas por histerese e correntes de Foucault), a gente chama essa parte de corrente de perdas, IFe.
Logo:
I_0 = I_\mu + I_{Fe}
Passo 3
Agora, como a gente representa isso no circuito equivalente?
- A parte que só cria fluxo não “gasta” energia de modo real, ela armazena e devolve – então vira uma reatância (reatância de magnetização) chamada
. - A parte que representa as perdas efetivas vira uma resistência real, chamada
(resistência de core ou “resistência de perdas”).
No diagrama, essas duas (
e
) ficam em paralelo, ligados aos terminais do enrolamento primário (já referidos ao lado primário, se você referir tudo ao primário).
Passo 4
Resumindo o porquê desse paralelo:
- O ramo
atende à corrente que está fora de fase (90°) com a tensão – é a magnetização. - O ramo
atende à corrente em fase com a tensão – é a que corresponde às perdas reais no ferro.
Resposta
A corrente de excitação de um transformador tem dois componentes:
- Corrente de magnetização
, que cria o fluxo no núcleo. - Corrente de perdas
, que cobre histérese e correntes parasitas.
No circuito equivalente, esses componentes aparecem como um ramo em paralelo formado por uma reatância de magnetização
(para
) e uma resistência de perdas
(para
).