Diferença entre conversor de tensão e transformador

Diferença de chave - Conversor de tensão vs Transformador
 

Na prática, a voltagem é fornecida por muitas fontes diferentes, geralmente pela energia da rede elétrica. Essas fontes de tensão, CA ou CC, têm um valor específico ou padrão de tensão (por exemplo, 230V na rede elétrica CA e 12V CC na bateria do 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 e transformadores de tensão são dois tipos de métodos que realizam essa conversão de tensão. A principal diferença entre o conversor de tensão e o transformador é que transformador só pode converter tensões CA enquanto que conversores de tensão são feitos para converter entre os dois tipos de tensão.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é um transformador
3. O que é um conversor de voltagem
4. Comparação Lado a Lado - Conversor de Voltagem vs Transformador em Forma Tabular
5. Resumo

O que é um transformador?

Um transformador transforma uma voltagem variável no tempo, normalmente uma voltagem CA senoidal. Ele trabalha com os princípios da indução eletromagnética.

Figura 01: Transformador

Como representado na figura acima, duas bobinas condutoras (geralmente cobre), primárias e secundárias, 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 corre ao redor do 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 em que não ocorre perda de energia, a entrada de energia no lado primário é igual à energia de saída no secundário. portanto,

Eu_pV_p = I_sV_s

Além disso,

Eu_p/EU_s = N_s/ N_p

Isso torna a taxa de conversão de tensão igual à taxa do número de voltas.

V_sV_p = N_s/ N_p

Por exemplo, um transformador de 230V / 12V tem a taxa de conversão de 230/12 primária para secundária.

Na transmissão de energia, a tensão gerada na usina deve ser aumentada para reduzir 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 elétrica deve ser convertida para cerca de 12-5V DC. Transformadores intensivos e transformadores abaixadores são usados ​​para aumentar e diminuir a tensão do lado primário no 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 CC para CA são geralmente chamados de inversores. No entanto, todos esses conversores e inversores não são unidades de componente único como transformadores, mas são circuitos eletrônicos. Eles são usados ​​como diferentes unidades de fonte de alimentação.

Conversores CA para CC

Estes são os tipos mais comuns de conversores de tensão. Eles são usados ​​em unidades de fonte de alimentação de muitos aparelhos para converter a tensão da rede CA em CC para os circuitos eletrônicos.

Conversor ou inversor de CC para CA

Eles são usados ​​principalmente na geração de energia de backup de bancos de baterias e sistemas solares fotovoltaicos. A tensão CC dos painéis fotovoltaicos ou baterias é invertida para tensão CA para fornecer o sistema de energia da casa ou de um edifício comercial.

Figura 02: Conversor CC simples para CA

Conversor AC para AC

Este tipo de conversor de voltagem é usado como adaptadores de viagem; eles também são usados ​​em unidades de fornecimento de energia de aparelhos fabricados para vários países. Como alguns países como EUA e Japão usam 100-120V na rede nacional e outros como Reino Unido, a Austrália usa 220-240V, fabricantes de aparelhos eletrônicos como TVs, máquinas de lavar etc. usam esse tipo de conversor de tensão para alterar a tensão do a uma tensão CA correspondente antes de converter em CC no sistema. Os viajantes que viajam de um país para outro podem precisar de adaptadores de viagem para países diferentes para fazer com que seus laptops e carregadores de celular se adaptem à tensão da rede do condado.

Conversor DC para DC

Esse tipo de conversor de voltagem é usado nos adaptadores de energia do veículo para operar carregadores móveis e outros sistemas eletrônicos na bateria do veículo. Como a bateria geralmente produz 12V DC, os dispositivos podem precisar alterar a tensão de 5V para 24V DC, dependendo do requisito.

A topologia usada nesses conversores e inversores pode ser diferente de um para outro. Lá, eles também podem usar transformadores para converter alta tensão em uma mais baixa. Por exemplo, em uma fonte de alimentação CC linear, um transformador é usado na entrada para baixar a rede CA para um nível desejado. Mas existem também aplicações sem transformador. Na topologia sem transformador, a tensão CC (da entrada ou convertida da CA) é ativada e desativada para gerar um sinal de CC pulsado de alta frequência. A taxa de tempo de ativação define o nível de tensão DC de saída. Isso pode ser considerado como uma transformação gradual. Além disso, conversores buck, conversores boost e conversores boost são empregados para converter essa tensão DC pulsante em uma tensão mais alta ou mais baixa desejada. Esses tipos de conversores são apenas circuitos eletrônicos compostos de transistores, indutores e capacitores.

No entanto, 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 o peso são menores.

Qual é a diferença entre o conversor de tensão e o transformador?

Conversor de tensão vs transformador
Existem diferentes tipos de conversores de tensão para realizar conversões entre as tensões CC e CA.	Os transformadores são usados ​​apenas para converter tensões alternadas; eles não podem operar em corrente contínua.
Componentes
Conversores de tensão são circuitos eletrônicos, às vezes também equipados com transformadores.	Os transformadores são compostos de bobinas de cobre, terminais e núcleos de ferrite; é um dispositivo autônomo.
Princípio de trabalho
A maioria dos conversores de tensão trabalha com princípios eletrônicos e comutação de semicondutores.	O princípio básico da operação do transformador é eletromagnetismo.
Eficiência
Os conversores de tensão têm uma eficiência comparativamente maior devido à baixa geração de calor durante a troca de semicondutores.	Os transformadores são menos eficientes, pois enfrentam várias perdas de energia, incluindo alta geração de calor devido ao cobre.
Formulários
Os conversores de voltagem são usados ​​principalmente em dispositivos portáteis, como adaptadores de energia, adaptadores de viagem, etc., pois são mais leves e menores.	Os transformadores são usados ​​em muitas aplicações, mesmo em conversores de tensão. No entanto, para converter tensões mais altas, é necessário usar grandes transformadores..

Resumo - Conversor de Voltagem vs Transformador

Transformadores e conversores de tensão são dois tipos de dispositivos conversores de energia. Enquanto um transformador é um dispositivo único, os conversores de voltagem são circuitos eletrônicos compostos por semicondutores, indutores, capacitores e, às vezes, até transformadores também. Os conversores de tensão podem ser usados ​​com entrada CC ou CA para convertê-los em CA ou CC. Mas os transformadores podem ter apenas uma entrada de tensões CA. Esta é a principal diferença entre conversor de tensão e transformador.

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Referência:

1. "Transformador". Wikipedia. Fundação Wikimedia, 7 de junho de 2017. Web. Disponivel aqui. 13 de junho de 2017.
2. "Conversor de tensão". Wikipedia. Fundação Wikimedia, 23 de abril de 2017. Web. Disponivel aqui. 13 de junho de 2017.

Cortesia da imagem:

1. “Transformer3d col3” Por BillC na Wikipédia em inglês (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “AC-DC-converter” Por Xorx77 na Wikipedia em inglês - Transferido de en.wikipedia para o Commons por Closedmouth. (Domínio Público) via Commons Wikimedia