Principais funções dos núcleos do transformador

Principais funções dos núcleos do transformador:

Como os transformadores operam sempre em corrente alternada (CA), as perdas de potência ocorrem não apenas na resistência dos enrolamentos, mas também no núcleo devido à magnetização pela corrente alternada. O núcleo do transformador consiste em duas partes: os membros centrais (ou colunas centrais) e as culatras. Os enrolamentos (bobinas) são montados nos membros centrais, enquanto as culatras são usadas para completar o circuito magnético. Para reduzir a histerese e as perdas por correntes parasitas dentro do núcleo, ele normalmente é montado empilhando chapas de aço silício de acordo com regras específicas. Essas folhas contêm cerca de 5% de silício, têm espessura de 0,35 a 0,50 mm e são revestidas em ambas as faces com verniz isolante de 0,01 a 0,13 mm de espessura.

A perda por histerese é a perda de ferro gerada durante o processo de magnetização devido ao fenômeno da histerese magnética. A magnitude desta perda é proporcional à área delimitada pelo ciclo de histerese do material. Como o aço silício possui um circuito de histerese estreito, usá-lo para o núcleo do transformador resulta em perdas de histerese relativamente pequenas, o que reduz significativamente o grau de aquecimento. Além disso, a estrutura laminada (folha) do núcleo ajuda a minimizar outro tipo de perda de ferro – perda por correntes parasitas. Quando o transformador está em operação, a corrente alternada nos enrolamentos produz naturalmente um fluxo magnético alternado. Essa mudança no fluxo magnético induz uma corrente dentro do núcleo. Essa corrente induzida circula dentro de planos perpendiculares à direção do fluxo magnético, daí o nome 'corrente parasita'. A perda por corrente parasita também causa o aquecimento do núcleo. Para reduzir a perda por correntes parasitas, o núcleo do transformador é empilhado usando chapas de aço silício isoladas mutuamente. Isso força as correntes parasitas a fluir através de caminhos estreitos e alongados com áreas de seção transversal menores, aumentando assim a resistência elétrica ao longo do caminho da corrente parasita. Ao mesmo tempo, o teor de silício no aço aumenta a resistividade do material, o que também serve para reduzir as correntes parasitas.