Tc e tp

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UNIVIX - ELE0064 - MEDIDAS ELÉTRICAS

Nome: Felipe de Paula Trigo Ferraz
Data: 22/10/2010
Laboratório N.º 07 Turno: Matutino

Objetivos

Executar medições de tensão e corrente através de transformadores para instrumentos.

Material Utilizado

- 1 auto trafo de defasamento;
- 2 multímetros digitais;
- 1 transformador de potencial;
- 1 transformador decorrente;
- 12 lâmpadas incandescentes;
- 1 resistor de 100Ω;

Aspectos Teóricos

3.1) Introdução

Transformadores para instrumentos (TI’s) são equipamentos projetados e construídos para alimentarem instrumentos elétricos de medição, sendo também utilizados para circuitos de comando e proteção.

Têm-se dois tipos de TI’s:

● Transformador de potencial (TP) – fornece nosecundário uma tensão padronizada de 115V, quando a tensão primária for a nominal.
● Transformador de corrente (TC) – fornece no secundário uma corrente padronizada de 5A, quando a corrente primária for a nominal.

3.2) Revisão sobre transformadores

Suponha um transformador com dois enrolamentos; o primário possui N1 espiras e o secundário, N2 espiras. As condições ideais são: as resistências dosenrolamentos são desprezíveis; as perdas magnéticas são desconsideradas; e a permeabilidade do núcleo magnético é infinita, ou seja, a relutância do núcleo é zero.

Funcionamento a Vazio

Considere um transformador ideal, como mostrado na figura 1.

Fig.1 – Transformador ideal a vazio

A tensão V1 quando aplicada aos terminais da bobina de N1 espiras faz circular por esta uma correnteque produz o fluxo φm no núcleo ferromagnético. A variação de φm no tempo induz uma fem E1 no enrolamento primário, que segundo a Lei de Lenz, tem sentindo contrário a V1. Da mesma forma, uma fem E2 será induzida no secundário.

Funcionamento com Carga

Considere um transformador ideal, como mostrado na figura 2.

Fig.2 – Transformador ideal com carga

A carga ZL quando colocada nosterminais da bobina de N2 espiras faz circular por esta uma corrente I2. Esta corrente cria um fluxo de reação desmagnetizante φR, que subtrai o fluxo φm, provocando a redução instantânea de E1 e E2. Esta redução, causada pela diminuição do fluxo resultante no circuito magnético, faz o fluxo criado pela corrente primária reagir tendendo a diminuir o efeito desmagnetizante do fluxo de reação φR. Paraisto, mais corrente primária é drenada da fonte. Ao acréscimo de corrente primária, denomina-se I1'. Para que o fluxo resultante seja restabelecido em seu valor original, I1' é tal que N1 I1' = N2 I2. Desta forma, vê-se que a corrente primária I1 é a soma vetorial desta componente de carga I1' com a corrente de magnetização Im, considerada constante.
c) Relação de Transformação

[pic] e[pic]
[pic] e [pic]

Dividindo V1 por V2, chega-se a relação de transformação α.

[pic] (1)

Sabe-se que N1 I1' = N2 I2 . Considerando I1' >> Im, ou seja, I1 = I1', tem-se:

[pic] (2)

3.3) Transformador de Potencial

É um equipamento usado principalmente em sistemas de medição de tensão elétrica, sendo capaz de reduzir a tensão docircuito para níveis compatíveis com a máxima suportável pelos instrumentos de medição. O enrolamento primário está conectado diretamente ao circuito de potência, enquanto o secundário reproduz uma tensão proporcional à do primário, conforme a relação de transformação. Assim, com menor custo e maior segurança, pode-se conectar o voltímetro no secundário. A tensão reduzida no secundário do TP tambémé usada para alimentar, de forma igualmente segura, os circuitos de proteção e controle de subestações.

Sejam: V1N = tensão nominal no primário
V2N = tensão nominal no secundário
V1R = tensão primária aplicada
V2R = tensão secundária resultante

Então:
[pic] ( Relação de transformação nominal
[pic] ( Relação de transformação real

A diferença entre KN e...
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