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:
  • 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:
  1. Criar o fluxo magnético no núcleo (é a corrente de magnetização, Iμ).
  2. “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:
  1. Corrente de magnetização , que cria o fluxo no núcleo.
  2. 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 ).

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