Porquê utilizar um transformador de corrente?

Um transformador de corrente (TC) é um dispositivo elétrico essencial utilizado em sistemas de alta potência para medir com precisão a corrente alternada (CA). Funciona segundo o princípio da indução eletromagnética, permitindo reduzir com segurança correntes elevadas a um valor adequado para medição ou proteção. Segue-se uma explicação detalhada da sua construção e do seu princípio de funcionamento:

1. Construção:

Um transformador de corrente é composto por dois enrolamentos principais: o enrolamento primário e o enrolamento secundário.

• O enrolamento primário é normalmente ligado em série com o condutor que transporta a corrente elevada que se pretende medir.
• O enrolamento secundário é ligado a instrumentos de medição, como amperímetros, relés de proteção ou contadores. O enrolamento primário tem frequentemente apenas uma espira, enquanto o enrolamento secundário tem um número de espiras significativamente maior.

2. Relação de espiras:

A relação de espiras entre os enrolamentos primário e secundário é um parâmetro fundamental e costuma ser muito elevada, frequentemente entre 100:1 e 5000:1. Isto significa que o enrolamento secundário tem muito mais espiras do que o primário. Esta relação determina a redução da corrente elevada para um nível adequado aos instrumentos de medição convencionais.

3. Indução eletromagnética:

Quando uma corrente alternada percorre o enrolamento primário, gera um campo magnético alternado correspondente em torno do condutor. Segundo a lei de Faraday da indução eletromagnética, a variação do fluxo magnético induz uma tensão proporcional no enrolamento secundário. A magnitude da tensão induzida e da corrente resultante no secundário depende da relação de espiras.

4. Efeito redutor:

O TC reduz a corrente elevada do lado primário a uma corrente muito mais baixa no lado secundário. A relação de espiras determina essa redução, fazendo com que a corrente secundária seja proporcional à corrente primária. Por exemplo, um transformador de corrente com uma relação de espiras de 1000:1 produz 1 ampere no circuito secundário quando circulam 1000 amperes no condutor primário. Este efeito redutor permite que instrumentos concebidos para correntes baixas monitorizem a corrente com precisão.

5. Carga:

A carga corresponde ao dispositivo ligado ao enrolamento secundário do TC, que pode ser um amperímetro, um relé de proteção ou outro instrumento de medição. A impedância dessa carga afeta significativamente a precisão e o desempenho do TC. Para obter medições precisas, a impedância da carga deve estar dentro da gama especificada para o TC. Se for demasiado elevada, a precisão pode ficar comprometida e, em casos extremos, o TC pode até sofrer danos.

6. Relação de correntes:

A relação de correntes de um TC é a razão entre a corrente primária e a corrente secundária e é determinada pela relação de espiras. É um valor fixo para cada TC. Por exemplo, num TC com uma relação de espiras de 1000:1, 1000 amperes no circuito primário produzem 1 ampere no circuito secundário. Esta relação constante permite converter correntes primárias elevadas em correntes secundárias mais baixas para uma monitorização e proteção seguras.

7. Classe de precisão:

Os transformadores de corrente são classificados em diferentes classes de precisão de acordo com a sua exatidão em condições especificadas. A classe de precisão define o erro máximo admissível na medição. As classes de precisão comuns são 0,1, 0,2, 0,5, 1 e 3, sendo a classe 0,1 a mais precisa. Os TC de maior precisão são normalmente utilizados em aplicações de medição, enquanto os de menor precisão podem ser suficientes para fins de proteção.

O transformador de corrente reduz correntes CA elevadas num sistema elétrico para um nível mais seguro e fácil de medir, com base na indução eletromagnética e numa relação de espiras elevada. A corrente secundária do TC é proporcional à corrente primária, permitindo medir com precisão e proteger os sistemas elétricos. A escolha de uma carga adequada e o respeito pela classe de precisão do TC asseguram um desempenho fiável em diversas aplicações.