Formulário de cálculo de transformadores

Convenções utilizadas no formulário:
NP = número de espiras do primário
NS = número de espiras do secundário
F = frequência em Hz
Ø = diâmetro do fio em mm RE = rendimento elétrico em % D = densidade magnética em A/mm²
SP = secção do fio do primário em mm²
SS = secção do fio do secundário em mm²
B = indução magnética em Gauss
IP = corrente primária em Ampéres
IS = corrente secundária em Ampéres
P = potência em Watts
UP = tensão primária em Volts
US = tensão secundária em Volts
SL = secção líquida em cm²
PP = potência primária em Watts
PS = potência secundária em Watts
SB = secção bruta em cm²
UF = tensão de fase em Volts
UL = tensão de linha em Volts
IF = corrente de fase em Ampéres
IL = corrente de linha em Ampéres
(Δ) = Ligação delta ou triângulo
(Y) = Ligação estrela ou Ípsilon
Perfil do núcleo de um transformador monofásico:
Vista da secção do núcleo de um transformador
Secção líquida e secção bruta do núcleo:

Número de espiras dos enrolamentos:

Valores usuais de B:
SL = a x b (retangular)
NP = { (UP x 108) / (4,44 x B x F x SL) }
6.000G para 2% de Si
SL= a² (quadrado)
NS = { (US x 108) / (4,44 x B x F x SL) } x 1,1
8.000G para 2,5% de Si
SL = SB / 1,2 NP = { (UP x 37,537 / SL) } (*)
10.000G para 3% de Si
SB = SL x 1,2
NS = { (US x 37,537 / SL) } x 1,1 (*)
12.000G para 3,5% de Si
SB = 1,2 x √P
(*) Observação:

Somente para F = 60Hz e B = 104 Gauss

14.000G para 4% de Si
SL= √P
16.000G para 4,5% de Si

Diâmetro
do fio (Ø):
————>
Consulte a tabela de fios magnéticos esmaltados para transformadores elétricos a seco disponível neste link, onde é possível posteriormente converter para a escala AWG.
Obs: 1,2 e 1,1 são fatores de compensação de perdas no núcleo (20% e 10% respectivamente).
 Corrente:
Potência:
Rendimento:
 IP = PP / UP
PP = PS x 1,1
RE = ( PS / PP ) x 100

Obs: valor expresso em %
 IS = PS / US
PS = PP / 1,1
Referências Bibliográficas: Teoria e Desenvolvimento de Projetos de Circuitos Eletrônicos
Autores: Antônio Marco Cipelli, Otávio Markus e Waldir Sandrini – Editora Érica.
Eletricidade Básica CFI – Senai-SP – Eletricidade Básica. Curso Eletricista de Manutenção Industrial.
Tabela de densidades:
Possibilidade de enrolamento (X):
Sem ventilação
= 2A/mm²
Somente é possível o enrolamento de um transformador, se o resultado da seguinte equação for maior ou igual a 3 (considerando-se a utilização de chapas do tipo “E-I” (vide figura abaixo):
X = (0,75 x J²) / { (NP x SP) + (NS x SS) } ≥ 3
Observação:  J² =  SL e sendo neste caso “J” em mm e “SL” em mm².

Típico núcleo com chapas E-I
Má ventilação
= 4A/mm²
Regular ventilação
= 6A/mm²
Boa ventilação
= 8A/mm²
Transformadores trifásicos:
Esquema de ligação de transformadores trifásicos
Fechamento Primário/Secundário:
Número de espiras do secundário:
Triângulo/Triângulo
US = (NS / NP) x UP
Estrela/Estrela
US = (NS / NP) x UP
Triângulo/Zigue-zague
US = (NS x UP x √3) / 2NP
Triângulo/Estrela
US = (NS x UP x √3) / NP
Estrela/Triângulo
US = (NS x UP) / (NP x √3)
Estrela/Zigue-zague
US = (NS x UP x √3) / 2NP
Tensão e corrente:
Ligação Triângulo
UL = UF
IL = IF x √3
Ligação Estrela
UL = UF x √3
IL = IF
Ligação Zigue-zague
UL = 2UF x √3
IL = IF / 2

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