Calculadora de transformador ideal

Um transformador ideal transfere energia entre enrolamentos isolados eletricamente por um fluxo magnético compartilhado, com as hipóteses de livro de resistência nula nos enrolamentos, fluxo de dispersão nulo e perdas nulas no núcleo. Nessas hipóteses a relação de tensões coincide com a relação de espiras Ns sobre Np, e a corrente escala com a relação inversa de modo que a potência instantânea se conserva: Vp vezes Ip igual a Vs vezes Is. Esta calculadora de transformador ideal aceita uma grandeza de primário, uma contagem finita e não nula de espiras do primário, e a relação de espiras secundário para primário Ns/Np, e devolve o valor de secundário correspondente.

O que um transformador ideal conserva e por que Ns/Np é o mapa

Um transformador ideal é um modelo de primeira ordem de um dispositivo de dois enrolamentos que transfere energia por acoplamento magnético, e não por uma ligação galvânica entre as bobinas. O enrolamento primário de Np espiras é alimentado por uma fonte; o secundário de Ns espiras entrega tensão e corrente a uma carga. No modelo ideal os enrolamentos são indutores perfeitos, o núcleo tem permeabilidade infinita e não apresenta histerese nem perdas por correntes de Foucault, e toda linha de fluxo que envolve o primário envolve também o secundário.

A lei de Faraday então força as tensões induzidas a escalar com o número de espiras: Vs dividido por Vp iguala Ns dividido por Np. A potência instantânea se conserva porque não há para onde a energia ir senão o outro enrolamento, de modo que Vp vezes Ip iguala Vs vezes Is, o que se rearranja como Is sobre Ip igual a Np sobre Ns. Essas duas identidades são todo o motor desta calculadora.

A relação de espiras adimensional usada aqui é n igual a Ns sobre Np, a contagem de secundário para primário que converte uma tensão de primário na tensão esperada de secundário por multiplicação. Quando n é maior que um o aparelho eleva a tensão e reduz a corrente; quando n é menor que um reduz a tensão e eleva a corrente; quando n vale um o secundário espelha o primário para isolação.

Transformadores reais desviam por regulação, corrente de magnetização, indutância de dispersão e resistência dos enrolamentos; esta capacidade não inventa essas correções. Entradas idênticas produzem sempre os mesmos resultados em ponto flutuante porque a implementação é aritmética pura, sem chamadas de rede, sem aleatoriedade e sem depender do relógio de parede.

Onde uma calculadora de transformador ideal justifica o lugar

Mantenha contagens de espiras, tensões e correntes dentro da faixa publicada para que um secundário escalado não transborde para um valor não finito que o solver precise recusar.

Emparelhe de propósito os exemplos de sala: mil espiras de primário, n igual a um décimo e duzentos e quarenta volts no primário rendem vinte e quatro volts no secundário, um rebaixador de rede clássico; duzentas espiras de primário, n igual a quatro e oito amperes no primário rendem dois amperes no secundário, um elevador que troca tensão por corrente; quinhentas espiras de primário e n igual a um quinto rendem cem espiras de secundário sem exigir tensão nem corrente.

Esta página mira quem busca uma calculadora de transformador ideal, a tensão de secundário a partir da relação de espiras, ou a corrente de secundário a partir de Np e Ns. Não é uma página de relação de espiras que parte das duas contagens bobinadas e anuncia a igual a Np sobre Ns como título; não é um solver de perdas no núcleo, regulação ou circuito equivalente; e não é uma ferramenta de dimensionamento trifásico nem de autotransformador.

Prefira esta capacidade quando você já conhecer a grandeza de primário e a relação de secundário para primário e precisar do valor de secundário como resposta principal.