Transformadores

Transformadores são dispositivos usados para aumentar ou diminuir a tensão elétrica alternada. Eles funcionam com base no princípio da indução eletromagnética.

São compostos por:

• Um núcleo ferromagnético (geralmente de ferro)
• Dois enrolamentos de fios: o primário (entrada) e o secundário (saída)

Quando uma corrente alternada passa pelo enrolamento primário, ela gera um campo magnético variável. Esse campo induz uma tensão no enrolamento secundário.

#inserir imagem aqui# — Esquema de um transformador com núcleo de ferro, enrolamento primário e secundário, e indicação das tensões.

Fórmulas do transformador ideal

As relações básicas de um transformador ideal são:

$$
\frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p}
\qquad \text{e} \qquad
\frac{I_s}{I_p} = \frac{N_p}{N_s}
$$

Onde:

• Vₛ: tensão no secundário
• Vₚ: tensão no primário
• Nₛ: número de espiras no secundário
• Nₚ: número de espiras no primário
• Iₛ: corrente no secundário
• Iₚ: corrente no primário

Se \( N_s > N_p \), o transformador é elevador. Se \( N_s < N_p \), é rebaixador.

Geradores

Geradores convertem energia mecânica em energia elétrica. Eles funcionam com base na Lei de Faraday: quando um condutor gira dentro de um campo magnético, uma corrente é induzida.

#inserir imagem aqui# — Esquema de um gerador com espira girando entre os polos de um ímã e produção de corrente alternada.

f.e.m. gerada em um gerador

A força eletromotriz induzida varia com o tempo e pode ser expressa como:

$$
\mathcal{E}(t) = \mathcal{E}_{\text{máx}} \cdot \text{sen}(\omega t)
$$

Onde:

• \( \mathcal{E}_{\text{máx}} \): valor máximo da tensão
• \( \omega \): frequência angular (rad/s)
• \( t \): tempo (s)

A corrente gerada é alternada (CA), pois muda de direção periodicamente.

Resumo das fórmulas