TRANSFORMADOR BÁSICO – O transformador básico é um dispositivo elétrico que transfere energia em corrente alternada de um circuito para outro através de acoplamento magnético dos enrolamentos primário e secundário no transformador. Isso é obtido através da indutância mútua (M). O coeficiente de acoplamento (K) de um transformador é dependente do tamanho e da forma das bobinas, das suas posições relativas e das características de núcleo entre as duas bobinas. Um transformador ideal é um no qual todas as linhas magnéticas de fluxo produzidas pelo enrolamento primário cortam o secundário inteiro. Quanto maior o coeficiente K do transformador, maior será a transferência de energia.

A voltagem aplicada ao enrolamento primário faz a corrente fluir pelo primário.

Essa corrente gera um campo magnético, gerando uma força contra eletromotriz (fcem) que tem fase oposta àquela da voltagem aplicada. O campo magnético gerado pela corrente no enrolamento primário corta o enrolamento secundário e induz uma voltagem nesse enrolamento.

A CONSTRUÇÃO DE UM TRANSFORMADOR – UM TRANSFORMADOR consiste de duas bobinas, ou enrolamentos, de fio isolado em um núcleo. O enrolamento primário normalmente é feito em um material como papel ou tecido. O secundário é então enrolado sobre o primário e ambos são envoltos com material isolante. Os dois enrolamentos são então inseridos no núcleo de um transformador. Núcleos podem ser de várias formas e materiais. Os materiais mais comuns são ar, ferrite, e aço laminado.

Os tipos mais comuns de transformadores são shell-core e hollow-core. O tipo e forma do núcleo dependem da utilização do transformador e da voltagem aplicada à corrente no enrolamento primário.

CORRENTE DE EXCITAÇÃO – Quando a voltagem é aplicada ao primário de um transformador, a corrente, chamada corrente de excitação, flui nesse enrolamento primário.

A corrente causa um campo magnético ao redor de ambos os enrolamentos, primário e secundário. Esse fluxo, movendo-se, induz uma voltagem no segundo enrolamento, contrária aos efeitos da força contra eletromotriz (fcem) no enrolamento primário.

FASE – Quando o enrolamento secundário está conectado a uma carga, fazendo com que a corrente flua no secundário, o campo magnético diminui momentaneamente. Então, o enrolamento primário puxa mais corrente, restaurando o campo magnético a praticamente a sua magnitude original. A fase da corrente que flui no secundário depende da fase da voltagem imprimida através do primário e da direção do enrolamento secundário.

Se o secundário foi enrolado na mesma direção do primário, a fase seria a mesma. Se foi enrolado na direção oposta àquela do primário, a fase seria invertida.

Isso é mostrado em um desenho esquemático pelo uso dos pontos de fase. Esses pontos significam que os terminais do primário e do secundário têm a mesma fase. A ausência dos pontos de fase em um esquema significa que a fase é invertida.

RELAÇÃO DE ESPIRAS – A relação de espiras em um transformador é a razão entre o número de voltas (espiras) no enrolamento primário e o número de voltas no secundário. Quando a relação de espiras é expressa, o número que representa as voltas no primário é expresso em primeiro lugar, por exemplo, uma relação de espiras 1:2 significa que o secundário tem o dobro de voltas do primário. Nesse exemplo, a voltagem através do secundário é o dobro da voltagem aplicada ao primário.

RELAÇÕES ENTRE POTÊNCIA E CORRENTE – As relações de potência e corrente em um transformador dependem do fato da potência entregue ao secundário ser sempre igual à potência entregue ao primário menos as perdas do transformador. Isso é sempre verdadeiro independentemente do número de enrolamentos secundários. Usando a lei de potência e corrente, podemos dizer que a corrente através do transformador é igual ao inverso da voltagem ou relação de espiras, com a potência permanecendo a mesma, ou menor, independente do número de secundários.

PERDAS NO TRANSFORMADOR – As perdas em um transformador têm duas origens: perdas no cobre e magnéticas. As perdas no cobre são causadas pela resistência do fio (I²R). Perdas magnéticas são causadas por correntes parasitas ou de Foucault e por histerese no núcleo. A perda no cobre é constante após a bobina ter sido enrolada sendo assim uma perda mensurável. A perda por histerese é constante para uma voltagem e corrente em particular. As perdas por correntes de Foucault, entretanto, são diferentes para cada freqüência que atravessa o transformador.

EFICIÊNCIA DO TRANSFORMADOR – A amplitude da voltagem induzida no secundário é dependente da eficiência do transformador e da relação de espiras. A eficiência de um transformador está relacionada com as perdas de potência nos enrolamentos e no núcleo do transformador. Eficiência (em porcentagem) é igual a P_out/P_in X 100. Um transformador ideal teria uma eficiência de 1,0 ou 100%.

TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA – Um transformador com dois ou mais enrolamentos em um núcleo de ferro laminado. Esse transformador é utilizado para fornecer voltagens amplificadas ou atenuadas aos vários circuitos de um equipamento elétrico.

AUTOTRANSFORMADOR – Um transformador, com um único enrolamento, no qual todo o enrolamento pode ser usado como primário e parte do enrolamento como secundário, ou parte do enrolamento pode ser usada como primário e todo o enrolamento ser utilizada como secundário.

TRANSFORMADOR DE ÁUDIO-FREQÜÊNCIA – Um transformador usado em circuitos de áudio-freqüência (af) para transmitir sinais de af de um circuito para outro.

TRANSFORMADOR DE RÁDIO-FREQÜÊNCIA – Um transformador utilizado em um circuito de rádio-freqüência (rf) para transferir sinais de rf de um circuito para outro.

TRANSFORMADOR CASADOR DE IMPEDÂNCIA – Um transformador utilizado para igualar a impedância da fonte com a impedância da carga. A relação matemática entre as voltas e a impedância de um transformador é expressa pela equação: