Transformadores Monofásicos Fundamentos e Modelagens - Roteiro de Aula

Professor Bruno Randazzo Baroni Transformadores Fundamentos e Modelagens Roteiro da aula 1 Aplicação 2 Principio de Funcionamento 3 Transformador ideal 4 Transformador real 5 Regulação de tensão Transformadores Monofásicos Transforma uma corrente alternada senoidal com uma determinada tensão numa corrente alternada senoidal com uma tensão eventualmente diferente Não há qualquer ponto de ligação elétrica entre as duas tensões do transformador Conservação da energia nos dois lados do transformador Trafo ideal Efeito da corrente no secundário Transformador ideal Resistências dos enrolamentos desprezíveis Todo o fluxo está confinado no núcleo e enlaça os dois enrolamentos Não há perdas no núcleo A permeabilidade do núcleo é suficientemente alta tal que apenas uma força magnetomotriz desprezível é necessária para o estabelecimento do fluxo Fig 6 Trafo ideal 2 N sen t dt N d Ea cos t Trafo ideal Efeito da corrente no secundário dt N d e v dt N d e v 2 2 2 1 1 1 2 1 2 1 N N v v 2 2 1 1 2 1 v i i v p p 1 2 2 1 i i v v Fig 7 Trafo ideal 2 Transformação de impedâncias V1ˆ N1N2 V2ˆ I1ˆ N2N1 I2ˆ V2ˆ N2N1 V1ˆ I2ˆ N1N2 I1ˆ V1ˆI1ˆ N1N2² V2ˆI2ˆ Z1 N1N2² Z2 Transformador Real Resistências dos enrolamentos Fluxos de dispersão Correntes de excitação Circuito T Equivalente do Transformador Real Exemplo 1 Um transformador de distribuição de 50kVA 2400240V e 60Hz tem uma impedância de dispersão de 072j092 Ω no enrolamento de alta tensão e 00070j00090 Ω no lado de baixa tensão Na tensão e frequência nominais a impedância Zφ do ramo de magnetização RcjXm responsável pela corrente de excitação é 632j437 Ω quando vista do lado de baixa tensão Desenhe o circuito equivalente referido a ao lado de alta tensão e b ao lado de baixa tensão indicando numericamente as impedâncias no desenho Resolução Exemplo 1 a alta tensão b baixa tensão Exemplo 2 Se 2400 V eficazes forem aplicados ao lado de alta tensão do transformador do exemplo 1 e considerando que o lado de baixa tensão esteja aberto a Calcule o valor da corrente que flui na impedância de magnetização Zφ b Calcule a tensão nos terminais cd e nos terminais cd Circuito L equivalente Impedância de excitação é elevada Exemplo 3 Desenhe o circuito L equivalente do transformador do exemplo 2 no lado de alta tensão Com os terminais de baixa tensão em aberto e 2400V aplicados ao terminal de alta calcule a tensão nos terminais de baixa tensão para o circuito equivalente L Regulação de Tensão A regulação de tensão é definida como sendo a variação de tensão nos terminais do secundário quando se passa da condição sem carga para carga nominal Um valor baixo indica que as variações de carga do secundário do transformador não afetam de forma significativa o valor da tensão fornecida a carga 100 Re arg n n a c V V V gulação Exemplo 4 O transformador do exemplo 3 é utilizado para abaixar a tensão no lado de carga O sistema alimentador tem uma impedância de 03j16 A tensão no alimentador é 2400 V Encontre a tensão nos terminais do secundário quando a carga nominal do transformador consome uma corrente nominal com fator de potência 08 indutivo Despreze as quedas de tensão no sistema de excitação Qual deve ser a regulação de tensão