Diferença Chave - Conversor de Tensão vs Transformador
Na prática, a tensão é fornecida por muitas fontes diferentes, geralmente pela rede elétrica. Essas fontes de tensão, tanto CA ou CC, têm um valor específico ou padrão de tensão (por exemplo, 230 V em rede CA e 12 V CC em uma bateria de carro). No entanto, os dispositivos elétricos e eletrônicos não funcionam realmente nessas tensões específicas; eles são feitos para trabalhar nessa tensão por um método de conversão de tensão na fonte de alimentação. Conversores de tensão e transformadores são dois tipos de métodos que realizam essa conversão de tensão. A principal diferença entre o conversor de tensão e o transformador é que o transformador só é capaz de converter tensões CA, enquanto os conversores de tensão são feitos para converter entre os dois tipos de tensões.
O que é um Transformer?
Um transformador transforma uma tensão variável no tempo, tipicamente uma tensão CA senoidal. Funciona com base nos princípios da indução eletromagnética.
Figura 01: Transformador
Como mostrado na figura acima, duas bobinas condutoras (geralmente de cobre), primária e secundária, são enroladas em torno de um núcleo ferromagnético comum. De acordo com a lei de indução de Faraday, a tensão variável na bobina primária produz uma corrente variável no tempo que percorre o núcleo. Isso produz um campo magnético variável no tempo e o fluxo magnético é transferido através do núcleo para a bobina secundária. O fluxo variável no tempo cria uma corrente variável no tempo na bobina secundária e, consequentemente, uma tensão variável no tempo na bobina secundária.
Em uma situação ideal onde não ocorre perda de potência, a potência de entrada no lado primário é igual à potência de saída no secundário. Assim, IpVp =IsVs
Além disso, Ip/Is=Ns/N p
Isso torna a relação de conversão de tensão igual à relação do número de voltas.
VsVp=Ns/Np
Por exemplo, um transformador de 230V/12V tem a relação de espira de 230/12 primário para secundário.
Na transmissão de energia, a tensão gerada na usina deve ser aumentada para diminuir a corrente de transmissão, diminuindo assim a perda de energia. Nas subestações e estações de distribuição, a tensão é reduzida para o nível de distribuição. Em uma aplicação final como uma lâmpada LED, a tensão CA da rede deve ser convertida para cerca de 12-5 V CC. Transformadores elevadores e transformadores redutores são usados para aumentar e diminuir a tensão do lado primário para o secundário, respectivamente.
O que é um conversor de tensão?
A conversão de tensão pode ser realizada de várias formas, como CA para CC, CC para CA, CA para CA e CC para CC. No entanto, conversores DC para AC são geralmente chamados de inversores. No entanto, todos esses conversores e inversores não são unidades de componente único como transformadores, mas são circuitos eletrônicos. Estes são usados como diferentes fontes de alimentação.
Conversores CA para CC
Estes são os tipos mais comuns de conversores de tensão. Eles são usados em unidades de alimentação de muitos aparelhos para converter a tensão da rede CA em tensão CC para os circuitos eletrônicos.
DC para conversor AC ou inversor
Eles são usados principalmente na geração de energia de backup a partir de bancos de baterias e sistemas solares fotovoltaicos. A tensão CC dos painéis fotovoltaicos ou baterias é invertida para tensão CA para alimentar o sistema de energia elétrica da casa ou de um prédio comercial.
Figura 02: Conversor DC para AC simples
Conversor CA para CA
Este tipo de conversor de voltagem é usado como adaptador de viagem; eles também são usados em unidades de alimentação de aparelhos feitos para vários países. Como alguns países como EUA e Japão usam 100-120V na rede nacional e alguns como Reino Unido, Austrália usam 220-240V, fabricantes de aparelhos eletrônicos como TVs, máquinas de lavar, etc. rede elétrica para uma tensão CA correspondente antes de converter em CC no sistema. Os viajantes que vão de um país para outro podem precisar de adaptadores de viagem para diferentes países para que seus laptops e carregadores de celular se adaptem à voltagem da rede do município.
Conversor DC para DC
Este tipo de conversor de voltagem é usado em adaptadores de energia de veículos para carregar carregadores de celular e outros sistemas eletrônicos na bateria do veículo. Como a bateria geralmente produz 12 V CC, os dispositivos podem ter que alterar a tensão de 5 V para 24 V CC, dependendo do requisito.
A topologia utilizada nestes conversores e inversores pode ser diferente de um para outro. Lá, eles também podem usar transformadores para converter a alta tensão em uma mais baixa. Por exemplo, em uma fonte de alimentação CC linear, um transformador é usado na entrada para diminuir a rede CA para um nível desejado. Mas também existem aplicações sem transformador. Na topologia sem transformador, a tensão CC (de entrada ou convertida de CA) é ligada e desligada para fazer um sinal DC pulsado de alta frequência. A relação de tempo liga-desliga define o nível de tensão CC de saída. Isso pode ser considerado como uma transformação step-down. Além disso, conversores buck, conversores boost e conversores buck-boost são empregados na conversão dessa tensão CC pulsante em uma tensão maior ou menor desejada. Esses tipos de conversores são apenas circuitos eletrônicos compostos de transistores, indutores e capacitores.
No entanto, os projetos envolvidos em circuitos sem transformador e fontes de alimentação comutadas que usam transformadores comparativamente menores são mais baratos de produzir. Além disso, sua eficiência é maior e o tamanho e peso são menores.
Qual é a diferença entre o conversor de tensão e o transformador?
Conversor de Voltagem vs Transformador |
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| Existem diferentes tipos de conversores de tensão para realizar conversões entre tensões CC e CA. | Transformadores são usados apenas para converter tensões alternadas; eles não podem operar em corrente contínua. |
| Componentes | |
| Conversores de tensão são circuitos eletrônicos, às vezes equipados com transformadores também. | Os transformadores são compostos por bobinas de cobre, terminais e núcleos de ferrite; é um dispositivo autônomo. |
| Princípio de Funcionamento | |
| A maioria dos conversores de tensão trabalha com princípios eletrônicos e comutação de semicondutores. | O princípio básico da operação do transformador é o eletromagnetismo. |
| Eficiência | |
| Os conversores de tensão têm eficiência comparativamente mais alta devido à baixa geração de calor durante a comutação de semicondutores. | Os transformadores são menos eficientes, pois enfrentam várias perdas de energia, incluindo alta geração de calor devido ao cobre. |
| Aplicativos | |
| Os conversores de tensão são usados principalmente em dispositivos portáteis, como adaptadores de energia, adaptadores de viagem, etc., pois são mais leves e menores. | Transformadores são usados em muitas aplicações, mesmo em conversores de tensão. No entanto, se tensões mais altas forem convertidas, grandes transformadores devem ser usados. |
Resumo – Conversor de Tensão vs Transformador
Transformadores e conversores de tensão são dois tipos de dispositivos conversores de energia. Enquanto um transformador é um dispositivo único autônomo, os conversores de tensão são circuitos eletrônicos compostos de semicondutores, indutores, capacitores e, às vezes, até transformadores. Os conversores de tensão podem ser usados com entrada CC ou CA para convertê-los em CA ou CC. Mas os transformadores só podem ter uma entrada de tensões CA. Esta é a principal diferença entre conversor de tensão e transformador.
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