Um transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito para outro, induzindo tensões e correntes. Podem servir também para modificar os valores das impedâncias elétricas de um circuito elétrico.
O transformador foi inventado em 1831 por Michael Faraday. São dispositivos que funcionam através da indução de corrente de acordo com os princípios do eletromagnetismo, ou seja, funciona com base nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday-Neumann-Lenz e da Lei de Lenz, onde se afirma que é possível criar uma corrente elétrica num circuito uma vez que o mesmo seja submetido a um campo magnético variável. or causa da necessidade dessa variação no fluxo magnético, os transformadores só funcionam em corrente alternada.
Estes equipamentos possuem mais de um enrolamento, sendo que estas partes são chamadas de enrolamento primário e secundário em casos de transformadores com dois enrolamentos, e em transformadores que possuem três enrolamentos, acrescenta-se o terceiro enrolamento que se chama terciário.
Existem diversos tipos de transformadores:
Monofásicos, que operam no máximo em duas fases;
Trifásicos (ou de potência), que funcionam em três fases e são aplicados na transformação de tensão e corrente, em que se eleva a tensão, diminuíndo a corrente e assim diminuíndo a perda por Efeito de Joule (perdas por sobreaquecimento nos enrolamentos);
Autotransformadores, que tem o seu enrolamento secundário ligado eletricamente ao enrolamento primário;
De baixa potência, que são utilizados unicamente para diminuir impedâncias de circuitos eletrónicos e para casar impedâncias.
Além de serem classificados de acordo com o fim a ser usado, ainda existe a classificação de acordo com o núcleo.
Os tipos de transformadores de acordo com o núcleo são:
Os de núcleo de ar, cujos enrolamentos ficam em contato com a própria atmosfera e
Os de núcleo ferromagnético, onde são usadas chapas de aço laminadas (geralmente usam-se chapas de aço-silício, por diminuírem a perda por Corrente de Foucault ou correntes parasitas).
Um transformador é construído aproveitando o facto de as correntes elétricas produzirem campos magnéticos e o facto de campos magnéticos variáveis poderem induzir correntes elétricas.
Um transformador é constituído basicamente por duas bobinas que pertencem a circuitos elétricos independentes (observa a figura 2) colocados na vizinhança um do outro. Cada um tem a seguinte função:
Circuito primário (1): É aquele onde se aplica uma tensão alternada (V1) que se pretende aumentar ou reduzir. Esta tensão alternada é responsável por uma corrente elétrica alternada no circuito primário (I1)que cria um campo magnético que varia no tempo.
Circuito secundário (2): É aquele onde será induzida uma força eletromotriz (V2) por variação do fluxo magnético associado ao campo magnético gerado pela corrente alternada do circuito primário (I1). No circuito secundário circulará uma corrente induzida (I2).
Para tornar mais eficiente o processo de indução no circuito secundário, os transformadores têm um núcleo de ferro, no qual foram feitos os enrrolamentos.
Os cálculos de transformação de tensão, corrente e número de espiras no enrolamento podem fazer-se através da seguinte relação:
Em que o numero de espiras é proporcional à tensão e a tensão é inversamente proporcional à intensidade de corrente. Considera:
N1 = número de espiras no enrolamento primário.
N2= número de espiras no enrolamento secundário.
V1= tensão no primário (Volt).
V2= tensão no secundário (Volt).
I1= corrente no primário (Ampere).
I2= corrente no secundário (Ampere).
Por análise da relação apresentada pode concluir-se que no caso do transformador ter um enrolamento primário com um maior número de espiras, será um transformador abaixador de tensão e se for ao contrário será um transformador elevador de tensão.