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´
DEPT. DE ENGENHARIA ELECTROTECNICA E DE COMPUTADORES

´
´
MAQUINAS ELECTRICAS

Caracteriza¸ao do Transformador Monof´sico em Termos de

a
Circuito Equivalente

1

Primário
220 V
c

55 V

55 V

55 V

55 V

Secundário

Figure 1: Representa¸˜o dos enrolamentos prim´rio e secund´rio do transformador
ca
a
a
monof´sico.
a

1

Caracteriza¸˜o do transformadormonof´sico em terca
a
mos de circuito equivalente

Objectivo do trabalho:
• Representa¸˜o do transformador monof´sico em termos de circuito equivalente.
ca
a
Abordam-se os seguintes aspectos:
Representa¸˜o por circuitos do transformador.
ca
- Ensaio do transformador em vazio.
- Ensaio do transformador em curto-circuito.
- Transformador com carga passiva (queda de tens˜o interna).
a1.1

Representa¸˜o por circuitos do transformador monof´sico.
ca
a

Pretende-se determinar os parˆmetros do circuito equivalente do transformador monof´sico
a
a
(Figura 1). Deste modo, realizam-se os ensaios do seu funcionamento em vazio e em curtocircuito.
Grandezas nominais do transformador Registe os valores nominais de tens˜o e
a
potˆncia do transformador monof´sico. Obtenha osvalores nominais da corrente no prim´rio
e
a
a
e no secund´rio para a configura¸˜o da Figura 1, assim como o valor da impedˆncia nominal
a
ca
a
do transformador.1
Valores nominais Prim´rio Secund´rio
a
a
Tens˜o (UN )
a
Corrente (IN )
1

Potˆncia nom. (S)
e
Impedˆncia nom. (ZN )
a

Considerando um regime alternado sinusoidal para as correntes e tens˜es, define-se como impedˆncia
oa
2
N
nominal do transformador ` grandeza ZN = (US ) em que UN e S s˜o os valores eficazes da tens˜o no
a
a
a
prim´rio e potˆncia aparente em condi¸oes nominais.
a
e


2

Ensaio em vazio O ensaio em vazio do transformador tem os seguintes objectivos:
1. Determina¸˜o do valor da resistˆncia representativa das perdas no ferro.
ca
e
2. Determina¸˜o do valor da reactˆncia demagnetiza¸˜o.
ca
a
ca
3. Obten¸ao da rela¸ao de transforma¸˜o do transformador em vazio.


ca
Perdas no ferro: estas perdas, para uma certa tens˜o de alimenta¸˜o no
a
ca
prim´rio s˜o praticamente constantes, independente da carga. As perdas no ferro
a
a
compreendem as perdas por correntes induzidas no material magn´tico (perdas de
e
Foucault) e tamb´m as perdas por hister´se, sendoambas fun¸˜o da intensidade
e
e
ca
do campo B e da sua frequˆncia. Permanecendo constante a for¸a electromotriz
e
c
aos terminais da bobine, tamb´m permanece constante o valor das perdas no
e
ferro (note que a for¸a electromotriz ´ proporcional ao valor de B). A for¸a
c
e
c
electromotriz no enrolamento do prim´rio ´, como se sabe: E1 = U1 − Z1 I1 .
a
e
Como o valor da queda detens˜o Z1 I1 ´ pequena (da ordem de 2 a 3% para
a
e
transformadores a plena carga), pode-se considerar E1 = U1 sem grande erro.
Ao alimentar o transformador em vazio, a potˆncia indicada pelo wat´
e
imetro
compreende, al´m das perdas no ferro Pf e , as perdas no cobre do enrolamento
e
prim´rio Pc1 , ao circular uma corrente em vazio de intensidade I0 . Normalmente,
a
como este valor ´pequeno, as perdas no cobre podem ser desprezadas e considerar
e
que o valor do wat´
imetro corresponde unicamente as perdas no ferro.
`
Na Figura 2 apresenta-se o esquema para a realiza¸˜o do ensaio em vazio do transformador
ca
monof´sico. Como se pode verificar, ligam-se dois volt´
a
imetros ao transformador: um na fase
do prim´rio e outro na fase do secund´rio. A fase do prim´rio ´ ligada arede el´ctrica atrav´s
a
a
a e
`
e
e
´
de um auto-transformador monof´sico, e apresenta tamb´m um amperimetro inserido na fase
a
e
de modo a ler-se o valor eficaz da corrente que circula no prim´rio. Para a realiza¸˜o do
a
ca
ensaio, deve-se ainda colocar um wat´
imetro monof´sico de baixo factor de potˆncia (1A/5A
a
e
- 30V/60V) ligado ao prim´rio.
a
Verifique inicialmente se...
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