A Resposta Matemática
Eficiência (η) definida como:
η = (Pout / Pin) × 100%
Se Pin = Pout (numericamente iguais), então:
η = 1 × 100% = 100%
Realidade Física: 100% Impossível
Transformador real sempre tem perdas. Se medições mostram Pin = Pout, significa:
- Incerteza Medição: Perdas (< 1–2%) menores que precisão instrumento (analisador potência típico ±0,1–0,5% + erros TC/TP).
- Perdas Não Contabilizadas: Perdas dispersas (tanque, grampos, condutores), perdas dielétricas, potência ventoinha/bomba (se fonte separada) não medidos.
- Definição Diferente: Pin medido terminais primário; Pout terminais secundário. Mas potência auxiliar (refrigeração, motor comutador taps) pode vir fonte separada.
Perdas Reais Transformador (Por Que η < 100%)
| Tipo Perda | Mecanismo | Dependência | % Típico Nominal |
|---|
| Núcleo (Vazio) P0 | Histerese + Correntes Parasitas Núcleo | ∝ V², f (constante se V,f fixos) | 0,1–0,5% |
| Cobre (Carga) Pk | I²R Primário + Secundário | ∝ I² (Carga²) | 0,5–1,5% carga plena |
| Dispersas / Adicionais | Correntes parasitas tanque, grampos, condutores; correntes circulantes fios paralelos | ∝ I² (complexo) | 0,05–0,2% |
Perda Total Carga Plena: Tipicamente 0,5%–2% → Eficiência 98%–99,5% para transformadores distribuição/potência.
Curva Eficiência vs. Carga
η pico em carga parcial (tipicamente 30–70% kVA nominal) onde Pnúcleo ≈ Pcobre. Carga plena, perda cobre domina; vazio, η=0%.
Normas Regulatórias
- DOE 2016 / UE 548/2014: Exigem eficiência pico mínima (ex: 99,43% para 2500kVA imerso óleo).
- IEC 60076 / IEEE C57.12: Métodos teste, correção temperatura (75°C ref).
Então, enquanto fórmula dá 100% para entrada/saída iguais, física dita < 100%. Igualdade só ocorre em modelo ideal livro-texto ou arredondamento medição.
