Principais funções dos núcleos do transformador

Funções primárias dos núcleos do transformador:

Os transformadores práticos sempre operam em condições de corrente alternada (CA). As perdas de energia ocorrem não apenas na resistência das bobinas, mas também dentro do núcleo, à medida que é magnetizado pela corrente alternada. O núcleo de um transformador consiste em duas partes principais: as pernas do núcleo e as culatras. As bobinas (enrolamentos) são montadas nas pernas do núcleo, enquanto as culatras servem para fechar todo o circuito magnético. Para reduzir a histerese e as perdas por correntes parasitas dentro do núcleo, ele é normalmente construído empilhando laminações de aço silício de acordo com regras específicas. Essas laminações contêm aproximadamente 5% de silício, têm espessura de 0,35 a 0,50 mm e são revestidas em ambas as faces com uma camada de verniz isolante de 0,01 a 0,13 mm de espessura.

A perda por histerese é um tipo de perda de ferro gerada durante o processo de magnetização devido ao fenômeno de histerese. A magnitude desta perda é diretamente proporcional à área delimitada pelo circuito de histerese do material. Como o aço silício apresenta um circuito de histerese estreito, usá-lo para núcleos de transformadores resulta em perdas de histerese mais baixas, o que reduz significativamente o aquecimento do núcleo.

Os núcleos laminados também ajudam a minimizar outro tipo de perda de ferro: perda por correntes parasitas. Durante a operação do transformador, a corrente alternada nas bobinas gera um fluxo magnético alternado. Essa mudança de fluxo induz correntes dentro do núcleo. Essas correntes induzidas circulam em planos perpendiculares à direção do fluxo magnético e, portanto, são conhecidas como correntes parasitas. Da mesma forma, as perdas por correntes parasitas causam o aquecimento do núcleo. Para reduzir as perdas por correntes parasitas, o núcleo do transformador é construído a partir de laminações de aço silício isoladas mutuamente. Isso força as correntes parasitas a fluir através de circuitos estreitos e alongados com áreas de seção transversal menores, aumentando assim a resistência elétrica ao longo dos caminhos das correntes parasitas. Além disso, o silício no aço aumenta a resistividade elétrica do material, o que ajuda ainda mais a reduzir as correntes parasitas.