Qual é a diferença entre CT e transdutor de corrente?

O transformador de corrente (TC) e o transdutor de corrente são dispositivos essenciais para medição de corrente elétrica e processamento de sinais em sistemas de energia, automação industrial e aplicações de engenharia elétrica, mas diferem fundamentalmente no princípio de funcionamento, finalidade do projeto, características de saída e casos de uso prático. Embora os TCs sejam especializados para medição e proteção de sistemas de energia de alta tensão/alta corrente, Os transdutores de corrente são ferramentas versáteis de conversão de sinais para controle e automação industrial, com escopos funcionais sobrepostos, mas distintos, que os tornam insubstituíveis em seus respectivos cenários. Uma compreensão clara de suas diferenças é fundamental para a seleção precisa de dispositivos, operação segura do sistema e aquisição confiável de dados em projetos elétricos.

Em termos de princípio de funcionamento, o transformador de corrente é um dispositivo eletromagnético passivo baseado na lei de indução eletromagnética de Faraday e no princípio do transformador. Consiste em um enrolamento primário, um enrolamento secundário e um núcleo de ferro fechado: o enrolamento primário é conectado em série com o circuito de corrente medido, e a corrente alternada na bobina primária gera um fluxo magnético variável no núcleo de ferro, que induz uma corrente alternada proporcional no enrolamento secundário. Os TCs são projetados apenas para medição de corrente alternada (CA) e contam com o acoplamento magnético entre as bobinas primária e secundária para obter a transformação da corrente, sem necessidade de fonte de alimentação externa para sua operação. Por outro lado, um transdutor de corrente (também chamado de sensor de corrente ou transmissor de corrente) é um dispositivo eletrônico ativo que integra indução eletromagnética, efeito Hall ou princípios de resistência shunt com circuitos de condicionamento de sinal. A maioria dos transdutores usa o efeito Hall como seu principal mecanismo de trabalho: um elemento Hall detecta o campo magnético gerado pela corrente medida (CA ou CC), converte o sinal magnético em um sinal fraco de tensão/corrente e, em seguida, amplifica, lineariza e isola esse sinal por meio de um circuito eletrônico interno para produzir uma saída padronizada. Ao contrário dos TCs, os transdutores de corrente requerem uma fonte de alimentação CC externa (por exemplo, 24 Vcc) para alimentar seus componentes eletrônicos, permitindo-lhes processar correntes CA e CC.

As características de saída representam uma das distinções mais significativas entre os dois dispositivos. Os TCs produzem uma saída de corrente alternada que é uma réplica proporcional precisa da corrente CA primária, com saídas secundárias padrão em sistemas de energia (por exemplo, 5A ou 1A para TCs industriais, 100mA para modelos em miniatura). Esta saída é um sinal elétrico bruto não condicionado que requer a correspondência de dispositivos secundários (por exemplo, amperímetros, relés de proteção, medidores de energia) com faixas de entrada correspondentes para medição ou controle. As saídas do TC também estão sujeitas a erros menores, como erro de relação e erro de fase, que são estritamente calibrados para requisitos de precisão do sistema de potência (por exemplo, classe 0,2 para medição, classe 5P para proteção). Os transdutores de corrente, por outro lado, fornecem sinais elétricos padronizados e condicionados, adequados para conexão direta a equipamentos de automação industrial, como CLPs, sistemas DCS, registradores de dados e medidores analógicos. Seus formatos de saída comuns incluem 4-20mA DC, 0-5V DC ou 0-10V DC, onde a magnitude do sinal é linearmente proporcional à corrente medida. Esta saída padronizada elimina a necessidade de condicionamento de sinal adicional e garante compatibilidade com sistemas de controle modernos, com alta linearidade e baixo erro em toda a faixa de medição.

O escopo da aplicação e os objetivos do projeto separam ainda mais os TCs e os transdutores de corrente. Os transformadores de corrente são construídos especificamente para sistemas de energia de alta tensão (HV) e média tensão (MT), bem como para circuitos industriais de baixa tensão (LV) e alta corrente. Suas principais funções são medição elétrica (por exemplo, faturamento de energia) e relés de proteção (por exemplo, proteção contra sobrecorrente/curto-circuito) e são projetados para atender a padrões rígidos de sistema de energia em termos de isolamento, precisão e estabilidade térmica. Os TCs fornecem isolamento elétrico entre o circuito primário de alta tensão e o circuito secundário de baixa tensão, um recurso de segurança crítico para proteger pessoal e equipamentos secundários em redes elétricas, subestações e grandes centros de controle de motores industriais. Eles são usados ​​exclusivamente para medição de corrente CA e não podem processar correntes CC, com seu design otimizado para a faixa de frequência de potência de 50/60Hz. Os transdutores de corrente, por outro lado, têm um escopo de aplicação amplo e intersetorial, abrangendo automação industrial de baixa tensão, automação predial, sistemas de energia renovável (solar/eólica) e testes de equipamentos eletrônicos. Eles são usados ​​para monitoramento de corrente em tempo real, controle de processo e aquisição de dados em cenários onde a medição de corrente CA e CC é necessária, como sistemas de acionamento de frequência variável (VFD), circuitos de carga/descarga de bateria e fontes de alimentação CC. Os transdutores priorizam versatilidade, tamanho compacto e fácil integração com sistemas de controle em vez de isolamento de alta tensão e são normalmente usados ​​em circuitos de baixa tensão (≤690V). Alguns transdutores de alto desempenho também oferecem isolamento elétrico entre os circuitos de entrada e saída, mas este é um recurso opcional e não um requisito central do projeto.

Os requisitos de instalação e operacionais também variam entre os dois dispositivos. Os TCs são dispositivos relativamente grandes e pesados ​​(especialmente modelos de AT/MT) que requerem instalação fixa em painéis elétricos, quadros de distribuição ou subestações externas, com regras rígidas de fiação para o circuito secundário (por exemplo, o enrolamento secundário nunca deve estar em circuito aberto, pois isso pode gerar altas tensões perigosas). Sua instalação e manutenção exigem conformidade com os regulamentos de segurança do sistema de energia e conhecimentos elétricos profissionais. Os transdutores de corrente são dispositivos compactos e modulares disponíveis em designs de montagem em painel, montagem em trilho DIN ou clamp-on de núcleo dividido, permitindo fácil instalação e retrofit em painéis de controle industriais e gabinetes elétricos. Os transdutores de núcleo dividido eliminam a necessidade de desconectar o circuito medido durante a instalação, reduzindo significativamente o tempo de inatividade para manutenção e modernização. As regras operacionais para transdutores são mais simples: requerem apenas uma fonte de alimentação externa estável e fiação correta dos circuitos de entrada (corrente medida) e saída (sinal padrão), sem risco de circuito aberto. Essa facilidade de instalação e operação torna os transdutores ideais para aplicações industriais de pequena escala e monitoramento de campo.