Um transformador de corrente (TC) é um transformador que mede a corrente de outro circuito. Ele é acoplado a um amperímetro (A no diagrama) em seu próprio circuito para realizar esta medição. Medir a corrente de alta tensão diretamente exigiria a inserção de instrumentos de medição no circuito medido - uma dificuldade desnecessária que drenaria a própria corrente que deveria ser medido. Além disso, o calor gerado no equipamento de medição pela alta corrente pode dar leituras falsas. Medir a corrente indiretamente com um TC é muito mais prático.
Relacionamentos de transformador de tensão e corrente
A função de um transformador de corrente (TC) pode ser melhor compreendida comparando-o com o transformador de potencial (TP) mais comumente conhecido. Lembre-se de que, em um transformador de potencial, uma corrente alternada em um circuito cria um campo magnético alternado em uma bobina do circuito. A bobina é enrolada em um núcleo de ferro, que espalha o campo magnético, quase inalterado, para outra bobina em um circuito diferente, sem fonte de energia.
Em contraste, a diferença do TC é que o circuito com alimentação possui, efetivamente, um loop. O circuito energizado passa pelo núcleo de ferro apenas uma vez. Um TC é, portanto, um transformador elevador.
Fórmulas CT e VT
Lembre-se também que a corrente e o número de voltas nas bobinas em um VT podem ser relacionados como:
i_1N_1 = i_2N_2
Isso ocorre porque para uma bobina (solenóide):
B = \ mu Ni
onde mu aqui significa a constante de permeabilidade magnética. Pouca intensidade de B é perdida de uma bobina para a outra com um bom núcleo de ferro, então as equações B para as duas bobinas são efetivamente iguais, dando-nos a primeira relação.
No entanto, N1 = 1 para o primário no caso do transformador de corrente. A única linha de energia é efetivamente equivalente a um loop? A última equação se reduz a i1 = i2 N2? Não, porque foi baseado em equações de solenóide. Para N1 = 1, a seguinte fórmula é mais apropriada:
B = \ frac {\ mu i} {2 \ pi r}
onde r é a distância do centro do fio ao ponto onde B é medido ou detectado (o núcleo de ferro, no caso do transformador). Então:
\ frac {i} {2 \ pi r} = i_2N_2
eu1 é, portanto, meramente proporcional ao valor medido por amperímetro i2, reduzindo a medição de corrente a uma conversão simples.
Usos comuns de transformadores
A única função central de um TC é determinar a corrente em um circuito. Isso é especialmente útil para monitorar linhas de alta tensão em toda a rede elétrica. Outro uso onipresente de TCs é em medidores elétricos domésticos. Um TC é acoplado a um medidor para medir o consumo de eletricidade a ser cobrado do cliente.
Segurança de instrumentos elétricos
Outra função dos TCs é a proteção de equipamentos de medição sensíveis. Aumentando o número de enrolamentos (secundários), N2, a corrente no TC pode ser muito menor do que a corrente no circuito primário que está sendo medido. Em outras palavras, como N2 sobe eu2 vai para baixo.
Isso é relevante porque a alta corrente produz calor que pode danificar equipamentos de medição sensíveis, como o resistor de um amperímetro. Reduzir i2 protege o amperímetro. Também evita que o calor prejudique a precisão da medição.
Relés de proteção de energia
Os TCs, geralmente instalados em uma caixa especializada chamada gabinete de TC, também protegem as linhas principais da rede elétrica. Um relé de sobrecorrente é um tipo de relé de proteção (interruptor) que desarma um disjuntor se uma corrente de alta tensão exceder um determinado valor predefinido. Os relés de sobrecorrente usam um TC para medir a corrente, uma vez que a corrente de uma linha de alta tensão não pode ser medida diretamente.
