Fisica3 (Eletromagnetismo)

OSCILAÇÕ ES ELETRO MAG ÉTICA5 ECO ~
R. (No caso mais geral, a carga contém também elementos indutivos e capacitivos,
mas estamos supondo que, neste caso, a carga é puramente resistiva.) Várias coisas
acontecem quando fechamos a chave S:
1. Uma corrente alternada/., passa a existir no circuito secundário e uma potência
l ;R ( = V/ IR) é dissipada na carga resistiva.
2. A corrente produz um fluxo magnético alternado no núcleo de ferro; esse fluxo
induz uma força eletromotriz no primário que se opõe à força eletromotriz do gerador.
3. A tensão VP do primário não pode mudar em resposta à nova força eletromotriz,
já que, de acordo com a regra das malhas, é sempre igual à força eletromotriz ~
do gerador.
4. Para manter a tensão ""'' o gerador passa a produzir, além de Jmag, uma corrente/"
no circuito primário; a amplitude e a fase de IP são tais que a força eletromotriz
induzida por IP no primário cancela exatamente a força eletromotriz induzida no
primário por Is. Como a constante de fase de IP não é 90º como a constante de
fase de J mag, a corrente !" pode transferir energia do gerador para o primário.
Nosso interesse é calcular a relação entre Is e IP; entretanto, em vez de analisar
com detalhes o funcionamento do transformador, vamos simplesmente aplicar a lei
de conservação da energia. A potência elétrica transferida do gerador para o primário
é igual a V,lp· A potência recebida pelo secundário (através do campo magnético que
e~laça os dois enrolamentos) é V/,. Como estamos supondo que o transformador é
ideal, nenhuma energia é dissipada nos enrolamentos e, portanto, de acordo com a
lei de conservação na energia,
Substituindo V, por seu valor, dado pela Eq. 31 -79, temos:
(transformação da corrente). (31-80)
De acordo com a Eq. 31-80, a corrente 1, do secundário pode ser muito diferente da
corrente IP do primário, dependendo da relação de espiras N/N,.
A corrente IP aparece no circuito primário por causa da carga resistiva R do circuito
secundário. Para calcular J,,, fazemos 1., = V /R na Eq. 31-80 e substituímos Vs
por seu valor, dado pela Eq. 31-79. O resultado é o seguinte:
1 ( Ns ) 2
IP= R Np Vp. (31-81)
A Eq. 31-81 é da forma(, = V/Req, onde a resistência equivalente Req é dada por
1
1
1
: 1
1
(31-82)
A resistência equivalente Req é a resistência de carga "do ponto de vista" do gerador;
o gerador produz uma corrente IP e uma tensão V" como se estivesse ligado a
uma resistência Req·
Casamento de Impedâncias
A Eq. 31-82 sugere outra aplicação para o transformador. Nos circuitos de corrente
contínua, para que a transferência de energia de uma fonte para uma carga seja máxima,
a resistência interna da fonte deve ser igual à resistência da carga. A mesma
condição se aplica a circuitos de corrente alternada, exceto pelo fato de que, nesse
caso, são as impedâncias (e não as resistências) que devem ser iguais. Em muitos
casos, a condição não é satisfeita. Nos aparelhos de som, por exemplo, a saída do
1
1
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