A queda de tensão em um transformador pode ocorrer devido a diversos fatores relacionados ao seu projeto, operação e condições externas. Uma das principais causas são as perdas resistivas nos enrolamentos e no núcleo do transformador. Quando a corrente flui através dos enrolamentos, ela encontra resistência nos condutores, levando a uma queda de tensão proporcional à corrente ao quadrado vezes a resistência. Esta perda resistiva se manifesta como calor e reduz a tensão disponível nos terminais de saída do transformador. Além disso, as perdas magnéticas no material do núcleo podem contribuir para a queda de tensão, onde a energia é dissipada como calor devido à histerese e correntes parasitas dentro do núcleo do transformador.
As principais causas de queda de tensão em transformadores incluem perdas resistivas nos enrolamentos e no núcleo, bem como perdas reativas devido ao fluxo de fuga e à corrente de magnetização. As perdas resistivas ocorrem quando a corrente flui através dos enrolamentos, encontrando resistência nos condutores, o que leva a uma queda de tensão proporcional à corrente ao quadrado vezes a resistência. As perdas reativas, por outro lado, resultam da corrente de magnetização necessária para estabelecer e manter o campo magnético no núcleo do transformador. Essas perdas contribuem coletivamente para a redução da tensão desde a entrada do transformador até seus terminais de saída.
A baixa tensão em um transformador pode ser causada por vários fatores, incluindo alta demanda de carga que excede a capacidade nominal do transformador, queda excessiva de tensão devido a longas distâncias de transmissão ou tamanho inadequado do condutor, ou má regulação sob condições de carga variáveis. Quando um transformador é submetido a uma carga superior à sua capacidade projetada, o aumento do fluxo de corrente através de seus enrolamentos leva a perdas resistivas maiores, causando uma queda na tensão de saída. Esta situação pode resultar em condições de baixa tensão nos terminais de saída do transformador, afetando o desempenho e a eficiência dos dispositivos e sistemas elétricos conectados.
Os transformadores reduzem a tensão através de princípios de indução eletromagnética. Uma corrente alternada que passa pelo enrolamento primário de um transformador gera um fluxo magnético no núcleo. Este fluxo magnético induz uma tensão no enrolamento secundário de acordo com a relação de espiras entre os enrolamentos primário e secundário. Ao ajustar o número de voltas nos enrolamentos, os transformadores podem aumentar (aumentar) ou diminuir (diminuir) os níveis de tensão. Esta capacidade de alterar os níveis de tensão é essencial para a transmissão eficiente de energia elétrica em longas distâncias e para atender aos requisitos de tensão de diferentes cargas e dispositivos elétricos.
Para resolver um problema de queda de tensão em um transformador, diversas abordagens podem ser consideradas dependendo da causa específica. Aumentar o tamanho do condutor nos enrolamentos do transformador pode reduzir as perdas resistivas e, assim, minimizar a queda de tensão. Melhorar o projeto do transformador para reduzir as perdas do núcleo através de melhores materiais magnéticos ou técnicas de construção também pode ajudar a mitigar a queda de tensão. A manutenção adequada do transformador, incluindo inspeções e testes regulares, garante que ele opere dentro dos parâmetros ideais e possa identificar antecipadamente quaisquer problemas potenciais. Além disso, otimizar a distribuição de carga e garantir que o transformador não esteja sobrecarregado além de sua capacidade nominal pode evitar quedas excessivas de tensão e manter a saída de tensão estável para os sistemas elétricos conectados.