Transformador toroidal. Como funciona e principais vantagens!

Você sabe o que é e como funciona o transformador toroidal? Os transformadores toroidais possuem basicamente o mesmo princípio de funcionamento dos outros transformadores comuns, mas devido as suas características de construção em formato de anel, a sua eficiência é muito maior. Neste artigo vamos mostrar todas as vantagens do transformador toroidal, vamos lá pessoal!

Transformador toroidal: O que é?

A palavra toroidal está se referindo à forma geométrica do núcleo, que no caso deste transformador é um formato redondo semelhante a um anel. Caso você não saiba, o núcleo é o coração do transformador e ele pode ser fabricado de diversos materiais magnéticos, resultando em uma enorme variação de produtos.

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Quais as principais vantagens do transformador toroidal?

Transformador toroidal: Principais vantagens

Quando comparamos o trafo toroidal aos transformadores comuns, o toroidal que é fabricado de aço-silício oferece diversas vantagens importantes como por exemplo:

• Irradiação menor – Podemos dizer que a irradiação do campo magnético ao redor do transformador é muito baixa, evitando que os circuitos eletrônicos analógicos ou digitais que são bem sensíveis sejam afetados.
• Perdas menores – Com uma quantidade muito baixa de perdas, o consumo também é muito menor, porque a corrente consumida sem carga é bem pequena.
• Variação de tensão menor – Quando observamos a variação de tensão na saída de potência, podemos notar que ela é bem menor neste tipo de transformador. Portanto, a diferença entre a tensão de saída sem carga e com carga é bem menor quando comparada à de um transformador convencional.
• Tamanho menor – Geralmente, o transformador toroidal é 40 e 60% menor e mais leve do que os outros transformadores convencionais.
• Praticidade – Certamente o transformador toroidal oferece uma flexibilidade de projeto muito maior do que os transformadores convencionais. Quando observamos a sua montagem, a praticidade também é maior porque este tipo de transformador pode ser fixado com apenas 1 parafuso ou abraçadeiras plásticas, o que reduz consideravelmente o tempo de montagem.
• Mais silencioso – O ruído mecânico do transformador toroidal é praticamente imperceptível. Durante o funcionamento, o barulho da vibração do núcleo é realmente muito baixo.

Transformador toroidal – Características

O tamanho do transformador toroidal comum varia entre 2mm a 15mm. Quanto à frequência, os transformadores de ferrite e pó de ferro tem seu desempenho limitado para frequências acima de 100 kHz. Isso acontece por causa da elevação da temperatura e não pela saturação.

É importante informar que os núcleos de ferrite podem apresentar algumas mudanças de temperatura quando são submetidos à uma alta intensidade de fluxo magnético. E no caso dos núcleos de pó de ferro, quando eles esfriam conseguem voltar aos valores normais de permeabilidade.

Esta saturação citada geralmente não acontece em circuitos com potência inferior à 500mW, mas deve ser um fator a ser considerado em circuitos com potência acima de 1W.

Como falado, os núcleos de ferro possuem uma permeabilidade menor, então para conseguir a mesma indutância do núcleo de ferrite é necessário que haja mais espiras. Assim fica fácil compreender porque os núcleos de pó de ferro conseguem maior potência, isso ocorre porque a densidade de fluxo será bem menor para uma determinada tensão aplicada. Sendo assim, para evitar que a densidade de fluxo seja aumentada pelo número menor de espiras, a tensão aplicada deve ser reduzida.

Ambos possuem vantagens e limitações e isso deve ser analisado antes da sua utilização! O transformador toroidal com núcleo de ferrite precisa de menos voltas dos enrolamentos das bobinas, só que cada volta de fio certamente terá uma impedância maior. O transformador toroidal com núcleo de pó de ferro precisa de mais voltas dos enrolamentos das bobinas, mas neste caso a impedância é bem menor e eles podem trabalhar com potência maior.

Transformador toroidal: Núcleo sem GAP

Uma das principais vantagens dos transformadores toroidais é justamente a não existência de gap ou cortes em seu núcleo. Os GAP’s existem para permitir o fluxo magnético, mas neste tipo de núcleo as perdas aumentam consideravelmente. Como o núcleo do transformador toroidal é homogêneo, ou seja, sem a existência de cortes, a sua forma geométrica o torna muito mais eficiente.

Transformador toroidal: Como usar?

Outra dica importante é determinar qual será o ciclo de trabalho de um transformador, porque isso pode ser fundamental para reduzir o tamanho e também o custo do transformador toroidal que será usado. Para compreender melhor isso, acompanhe este exemplo a seguir!

Um transformador toroidal de 100VA que é utilizado com carga máxima apenas durante pequenos intervalos de tempo, certamente pode ser menor que um transformador toroidal também de 100VA, mas que será utilizado com carga máxima durante muitas horas.  Portando, sempre que for especificar os transformadores que serão usados, é importante mencionar qual será o seu ciclo de trabalho.

Geralmente os transformadores toroidais pequenos são mais caros, porque o processo construtivo de um trafo toroidal é muito mais complexo do que em transformadores convencionais. Esta diferença é notável apenas para os modelos abaixo de 100VA, ou seja, quando a potência do transformador aumenta, a diferença de preço entre o toroidal e o convencional diminui.

Mas é importante observar muito mais que o preço, já que os transformadores pequenos podem ser a melhor opção para várias aplicações onde é necessário um transformador com pouco peso e/ou tamanho.

Encerramos aqui mais um artigo e caso tenha alguma dúvida ou sugestão, deixe nos comentários que iremos responder. Aqui no site tem vários artigos falando sobre os transformadores e caso queira saber mais sobre o assunto, vale a pena conferir as outras publicações.

Sobre o autor

Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

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