Para converter tensão em engenharia elétrica, transformadores ou autotransformadores são usados. Devido à semelhança dos nomes desses dois dispositivos, eles são frequentemente confundidos ou equiparados ao mesmo. No entanto, este não é o caso, embora o princípio de operação seja semelhante, mas o design e seu escopo de aplicação são fundamentalmente diferentes. Portanto, vamos dar uma olhada nas diferenças entre um transformador e um autotransformador para entender qual é a diferença.

Definições

Um transformador é um dispositivo eletromagnético que transmite energia por meio de um campo magnético. Consiste em dois ou mais enrolamentos (às vezes chamados de bobinas) em um núcleo de aço, ferro ou ferrite, dependendo do número de fases, tensões de entrada e saída. Sua principal característica é que o circuito primário e o circuito secundário não estão eletricamente conectados um ao outro, ou seja, os enrolamentos não possuem contatos elétricos. Isso é chamado de isolamento galvânico. E essa conexão das bobinas é chamada de indutiva.

Abaixo você vê uma designação gráfica convencional de um transformador de dois e três enrolamentos no diagrama elétrico esquemático:

Eles são de aumento, redução e isolamento (a tensão de entrada é igual à tensão de saída). Além disso, se você aplicar energia ao enrolamento secundário do transformador redutor, receberá um aumento de tensão nos enrolamentos primários, a mesma regra funciona para o transformador redutor.

Um autotransformador é uma das variantes de um transformador com um enrolamento enrolado em um núcleo, em princípio semelhante ao caso anterior. Nele, ao contrário do transe normal, os circuitos primário e secundário são eletricamente conectados um ao outro. Isso significa que ele não fornece isolamento galvânico. Você pode ver a designação gráfica convencional do autotransformador abaixo:

Autotransformadores estão disponíveis com tensão de saída fixa e ajustável. Os últimos são conhecidos por muitos sob o nome de LATR (laboratório autotransformador). Eles também podem ser para baixo e para cima. Em um LATR ajustável, o circuito secundário é conectado a um contato que desliza ao longo da bobina.

Importante! Devido à falta de isolamento galvânico, os autotransformadores, por definição, não podem ser isolantes, ao contrário dos convencionais!

Outra diferença é o número de enrolamentos do autotransformador - geralmente é igual ao número de fases. Consequentemente, produtos de enrolamento único são usados ​​para alimentar dispositivos monofásicos e produtos de três enrolamentos são usados ​​para dispositivos trifásicos.

Princípio de operação

Resumidamente e em termos simples, vamos considerar como cada versão funciona.

O transformador tem pelo menos dois enrolamentos - primário e secundário (ou vários). Se o primário estiver conectado à rede (ou outra fonte AC), então a corrente no primário o enrolamento cria um fluxo magnético através do núcleo, que, penetrando nas espiras secundárias, induz a elas EMF. O princípio de funcionamento é baseado nos fenômenos de indução eletromagnética, em particular Lei de faraday. Quando a corrente flui no enrolamento secundário (para a carga), a corrente no enrolamento primário também muda devido à indução mútua. A diferença de tensão entre os enrolamentos primário e secundário é determinada pela relação de suas espiras (relação de transformação).

Uп / Ud = n1 / n2

n1, n2 - o número de voltas no primário e secundário.

Falando em autotransformador, ele tem um enrolamento, se houver várias fases, o mesmo número de enrolamentos. Quando uma corrente alternada flui por ele, o fluxo magnético que ocorre dentro dele induz um EMF no mesmo enrolamento. Seu valor é diretamente proporcional ao número de voltas. A carga (circuito secundário) é conectada à torneira das voltas. No autotransformador elevador, a alimentação é fornecida não às extremidades do enrolamento, mas a uma das extremidades e a uma derivação das espiras, em contraste com o transformador. O que foi mostrado no diagrama acima.

As principais diferenças

Para tornar mais fácil para você entender qual é a diferença entre um transformador convencional e um autotransformador, coletamos suas principais diferenças em uma tabela:

Transformador	Autotransformador
Eficiência	A eficiência de um autotransformador é maior do que a convencional, principalmente com uma pequena diferença entre a tensão de entrada e a de saída.
Número de enrolamentos	Mínimo 2 ou mais dependendo do número de fases	1 ou mais, igual ao número de fases
Isolamento galvânico	Há	Não
Risco de choque elétrico ao alimentar aparelhos elétricos domésticos	Com uma tensão de saída inferior a 36 Volts - pequena	Alto
Segurança para aparelhos elétricos	Alto	Baixo, se houver uma quebra na bobina nas espiras após a derivação para a carga, toda a tensão de alimentação cairá sobre ela
Preço	Alto, o consumo de cobre e aço para núcleos é grande, principalmente para transformadores trifásicos	Baixo, pelo fato de haver apenas 1 enrolamento para cada fase, o consumo de cobre e aço é menor

Âmbito de aplicação

Os transformadores são usados ​​em todos os lugares - desde usinas elétricas e subestações projetadas para dezenas e centenas de milhares de volts até pequenos eletrodomésticos. Embora fontes de alimentação tenham sido usadas recentemente, elas também são baseadas em um gerador e um transformador em um núcleo de ferrite.

Autotransformadores são usados ​​em estabilizadores de tensão de rede doméstica. Os LATRs são freqüentemente usados ​​em laboratórios para testar ou consertar dispositivos eletrônicos. No entanto, eles encontraram sua aplicação em redes de alta tensão, bem como para a eletrificação de ferrovias.

Por exemplo, na ferrovia, esses produtos são usados ​​em redes 2x25 (dois de 25 quilovolts). Como no diagrama acima, em áreas escassamente povoadas, uma linha de 50 kV é colocada e 25 kV é fornecida ao trem elétrico por meio de um fio aéreo de um autotransformador abaixador. Isso reduz o número de subestações de tração e perdas de linha.

Agora você sabe qual é a diferença fundamental entre um transformador e um autotransformador. Para consolidar o material, recomendamos assistir a um vídeo útil sobre o tema:

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