Tudo sobre transformador

O transformador é um dispositivo que modifica a tensão da carga elétrica que é transmitida de um circuito a outro, adequando os níveis para que um determinado equipamento seja compatível à tensão disponibilizada pela concessionária local. Trata-se de uma máquina que atua em corrente alternada e que funciona com base nos princípios do eletromagnetismo.

Um local onde o transformador é facilmente encontrado é nos postes e demais locais em que há instalações elétricas. Isso porque a energia elétrica transmitida pela rede de distribuição tem uma tensão muito elevada e, para que ela alimente equipamentos elétricos e eletrônicos usados nas casas e comércios sem causar danos aos aparelhos, é preciso reduzi-la.

Em outras palavras, podemos dizer que o nível de tensão elétrica que chega às residências (127V ou 220V) só existem graças aos transformadores elétricos — que modificam a tensão para que ela se torne adequada aos equipamentos, permitindo que eles funcionem de maneira segura.

Como funciona um transformador de energia?

O funcionamento do transformador de energia só é possível em redes elétricas de corrente alternada, em que os circuitos ficam sujeitos a campos magnéticos variáveis. Este equipamento é constituído basicamente por um núcleo e duas ou mais bobinas (enrolamento), geralmente de cobre e com isolamento por uma camada de verniz sintético, que ficam enroladas ao redor dele.

De maneira simplificada, as bobinas funcionam como entrada e saída da tensão elétrica: quando uma delas é energizada com corrente elétrica alternada, é induzida uma tensão na outra. O núcleo serve para acoplar as duas bobinas, facilitando esse processo. Existem, ainda, outros acessórios complementares que ajudam a compor o equipamento, tais como painel de controle e acionador.

A tensão elétrica de saída de um transformador depende do número de espiras que o compõem, ou seja: da quantidade de voltas existentes no fio do enrolamento secundário em relação ao primário. Se o número de espiras do enrolamento secundário for duas vezes o existente no primário, por exemplo, a tensão nele será o dobro da aplicada no enrolamento primário.

Tipos de tensão e a importância do transformador

A tensão elétrica é responsável por levar os elétrons através dos fios até a carga que está ligado na tomada. No Brasil existem vários tipos de tensões elétricas que variam de acordo com a concessionária responsável pela distribuição na região, os mais comuns são: 127V e 220V. Alguns equipamentos trabalham com apenas uma dessas tensões, e é necessário que eles recebam a tensão adequada para funcionarem corretamente.

Quando ligamos uma carga de 127V a uma tomada 220V os equipamentos recebem o dobro da tensão e provavelmente serão danificados. Quando ocorre o contrário, uma carga 220V ligado em uma tomada que oferece apenas 127V, em geral, os dispositivos apenas não funcionaram ou não irão operar em toda sua capacidade. O correto para a perfeita utilização dos equipamentos é respeitar sua tensão correta, um transformador é uma excelente opção para ajustar os níveis de tensão e atender o equipamento corretamente.

Tipos de transformadores elétricos

Existem diferentes tipos de transformador de energia, que podem ser classificados de acordo com sua função ou tipo de sistema de fases. Os aparelhos usados nas residências, por exemplo, geralmente são autotransformadores — que operam em uma fase, transformando 127V em 220V, ou vice-versa.

Os transformadores de distribuição são aqueles instalados nos postes e atuam recebendo a tensão que vem das subestações de energia, transformando-a em adequada para os aparelhos domésticos, comerciais e industriais. Há também os transformadores de baixa tensão, indicados para adequar a tensão em circuitos internos em máquinas industriais e sistemas de ar condicionado.

Não é possível apontar um tipo de transformador ideal, uma vez que a escolha pelo transformador mais adequado depende diretamente da finalidade energética e das necessidades de cada equipamento elétrico. Isso significa que indústrias de grande porte necessitam de um equipamento diferente de uma residência comum, por exemplo.

Transformador isolador trifásico

O transformador isolador é composto por enrolamentos separados galvanicamente, permitindo que a tensão da bobina secundária fique isolada em relação à rede de alimentação. Com isso, o equipamento converte a energia elétrica entre dois circuitos de maneira segura e eficiente, permitindo que a tensão esteja adequada para utilização em um inversor fotovoltaico.

Esta é uma máquina estática que pode funcionar a seco ou a óleo, sendo que a principal diferença entre esses dois modelos é seu modo de refrigeração: enquanto no transformador a seco o resfriamento é feito pela ventilação natural do ambiente, no equipamento a óleo o resfriamento é realizado justamente pelo óleo presente em seu radiador.

A instalação de cada um, porém, requer cuidados específicos em relação à segurança e manutenção. Isso porque o transformador isolador a seco não exige tanta manutenção periódica, enquanto o modelo à óleo demanda troca frequente da substância refrigeradora e não pode ser instalado em ambientes fechados (como salas) porque oferece um maior risco de explosão.

Sistema fotovoltaico e transformador trifásico

O chamado sistema fotovoltaico ou popularmente energia solar é baseado na utilização de painéis fotossensíveis que são capazes de transformar a energia dos raios solares em corrente elétrica. A potência gerada é enviada para um inversor que realiza a conversão da energia para os padrões da rede distribuidora, que se responsabiliza por alimentar a rede elétrica que chegará até o consumidor.

A utilização do transformador isolador trifásico é muito comum nos estados brasileiros que distribuem energia trifásica (220V), seja em seu território total ou apenas parcialmente. Alguns dos locais que utilizam o equipamento, portanto, são:

• Acre;
• Amapá;
• Amazonas;
• Minas Gerais;
• Pará;
• Paraná;
• São Paulo;
• Bahia;
• Espírito Santo;
• Rondônia;
• Rio de Janeiro;
• Mato Grosso;
• Mato Grosso do Sul.

Quando o inversor solar fotovoltaico trifásico 380V produzir energia em uma rede trifásica 220V, por exemplo, a utilização do transformador se torna necessária para que a tensão esteja adequada. Isso significa que o equipamento transforma a energia elétrica entre dois circuitos, elevando o nível de tensão da rede para 380V, com isso o inversor irá produzir corretamente, o contrário também acontece, quando o inversor está injetando energia na rede o transformador irá reduzir a tensão para 220V adequando a rede local.

Ao projetar um sistema de energia solar fotovoltaica, portanto, é necessário sempre levar em consideração as características da rede elétrica local. Assim, é possível prever antecipadamente a necessidade — ou não — do uso de transformadores, evitando problemas ou surpresas relacionadas à tensão elétrica.

Como foi visto, o transformador é essencial para que os dispositivos elétricos — sejam eles residenciais, comerciais ou industriais — sejam utilizados com segurança e para que a rede elétrica esteja devidamente adaptada para distribuição. Para saber mais sobre esse equipamento, entre em contato com a equipe da Aldo Solar.