Faça uma lista e descreve os tipos de perda que ocorrem em um transformador.
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado pede para a gente “fazer uma lista e descrever os tipos de perda que ocorrem em um transformador”. O assunto é teoria de transformadores (engenharia elétrica) e vamos precisar entender o que são perdas no núcleo magnético, nos enrolamentos e outros efeitos práticos.
Passo 2
Vamos falar primeiro das perdas no núcleo, que a galera chama de perdas contínuas (ou “core losses”). Elas têm dois componentes principais:
- Histerese magnética
- Correntes parasitas (ou de Foucault / eddy currents)
Histerese: sempre que o fluxo magnético no aço do núcleo inverte, parte da energia é dissipada porque a magnetização demora a mudar de sentido. A perda de histerese por segundo geralmente segue a lei de Steinmetz:
onde
-
é constante do material, -
é a frequência, -
é a densidade de fluxo máxima, -
é expoente (≈1.6–2.5) e -
é o volume do núcleo.
Correntes de Foucault: como o núcleo é condutor, o campo variável gera correntes parasitas que aquecem o material. Para reduzir, usa-se laminação. A perda aproximada é:
onde
é a espessura das lâminas.
Passo 3
Agora as perdas nos enrolamentos, chamadas de perdas ôhmicas ou “cobre” (copper losses). É a energia dissipada pelo efeito Joule quando a corrente passa no fio de cobre:
-
é a corrente de carga, -
é a resistência dos enrolamentos.
Quanto maior a corrente, maior a perda. Por isso enrolamentos são dimensionados com seção adequada.
Passo 4
Além disso temos as chamadas perdas de carga “estranhas” (stray losses) e perdas dielétricas/me mecânicas:
- Perdas por fuga de fluxo: pequenas correntes induzidas em partes metálicas próximas (reforços, chapas de suporte).
- Perdas dielétricas: na isolação interna devido ao campo elétrico alternado, gerando aquecimento.
- Perdas mecânicas: vibração do núcleo e zumbidos, causando atrito e aquecimento.
Resposta
Lista e descrição das perdas num transformador:
- Perdas no núcleo (core losses):
- Histerese magnética (
) - Correntes de Foucault (
)
- Histerese magnética (
- Perdas ôhmicas (cobre losses):
- Perdas de fluxo vazante (stray losses)
- Perdas dielétricas na isolação
- Perdas mecânicas (vibração e atrito)