Transformadores e Autotransformadores de Força e de Áudio: Potência e Tamanho

Para fins de projeto, iremos partir da potência e tensão nominais e depois introduzimos as perdas.

Exemplos

Como exercício, vamos calcular a área do núcleo para um transformador e para um autotransformador adaptador de impedâncias na faixa de áudio, capaz de apresentar a um amplificador uma impedância de 4 ohms ao ser ligado a um alto-falante de 8 ohms. A potência desenvolvida pelo amplificador e que deve ser transferida ao alto-falante, menos as perdas inevitáveis, será de 800 W. O transformador ou autotransformador será do tipo elevador de tensão. Usaremos como exemplo uma densidade de corrente J= 2,5 A/mm² e B_max= 4000 gauss, o que leva a uma expressão para a área do núcleo de:

Transformador

Para o transformador o cálculo da área é direto:

Considerando-se a frequência inferior como 20 Hz:

Uma área considerável, que pode ser maior ainda se projetarmos o transformador para uma frequência inferior uma oitava abaixo, como 10 Hz, para garantir baixa distorção. Fazendo assim, a área excederia os 120 cm².

A seção do fio primário será obtida a partir da potência em VA e tensão E₁ e a do secundário a partir da corrente I₂:

Isso leva a um fio com seção próxima a 6 mm² ou AWG #10 para a densidade de corrente usada no cálculo da seção do núcleo (J=2,5A/mm²).