Transformador

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FACULDADE DE ENGENHARIA DE SOROCABA

CONVERSÃO ELETROMECÂNICA
DE ENERGIA
PRÁTICA

Experiências do laboratório de conversão eletromecânica de energia – 1o semestre

1ª Tensão Induzida:
- tensão induzida no secundário em função da tensão aplicada
- influência da posição do núcleo de ferro na tensão induzida no secundário

2ª Eletroimã
- estudo do comportamento do eletroimã em CC e em CA

3ªPolaridade e Associação de Bobinas

4ª Levantamento das Características do Transformador:
- curvas características do transformador através dos ensaios em vazio e em curtocircuito
- determinação dos parâmetros do circuito equivalente
- forma de onda da corrente de magnetização (corrente à vazio) e a corrente transitória

5ª Regulação em Transformadores e Rendimento em Função da Carga

6ª BancoTrifásico de Transformadores

7ª Auto-Transformador

8ª Simulação de Transformadores no PSPICE

Faculdade de Engenharia de Sorocaba – Laboratório de Conversão Eletromecânica de Energia – Prof. Joel Rocha Pinto

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1ª EXPERIÊNCIA DE CO NVERSÃO DE ENERGIA

Título: Tensão Induzida

Objetivos:
I) Tensão Induzida no secundário do transformador em função da tensão aplicada no primário.
II) Análise daamplitude e defasagem da saída do secundário do transformador em relação a
entrada do primário.
III) Cálculo da auto-indutância do primário e da indutância mútua da bobina do transformador.
IV) Influência da posição do núcleo de ferro na tensão induzida no secundário do transformador.

Material Utilizado:
01 multímetro digital
01 osciloscópio digital
01 gerador de áudio
01 eletroimã com as seguintescaracterísticas:
220Vca/12Vcc
5/2,5A
10 Kgf

Resumo Teórico:
I) Na análise da tensão induzida no secundário do transformador iremos utilizar a representação
do transformador como dois circuitos elétricos de acoplamento indutivo como mostra a figura
1.1.

Fig. 1.1 Circuito elétrico equivalente do eletroimã

Notações utilizadas:
Vs - tensão aplicada por uma fonte de CA no primário (V)
R1 - resistênciado primário (Ω)
Faculdade de Engenharia de Sorocaba – Laboratório de Conversão Eletromecânica de Energia – Prof. Joel Rocha Pinto

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L1 - indutância do primário (H)
Vo - tensão induzida no secundário (V)
L2 - indutância do secundário (H)
R2 - resistência do secundário (Ω)

A equação do primário é:
V s = L1

di 1
+ R1 * I 1
dt

(1.1)

A tensão induzida no secundário é:
Vo = M

di 1
dt

, onde M= indutância mútua (H)

(1.2)

A tensão de saída, medida no secundário em aberto com um voltímetro de resistência infinita,
será Vo, uma vez que não circula corrente pelo secundário.
Supondo que a tensão de entrada aplicada no secundário seja uma onda senoidal, as equações
(1.1) e (1.2) podem ser escritas da seguinte forma:
Vs(jw) = [ L1jw + R1] I1(jw)

(1.3)

Vo(jw) = MjwI1(jw)

(1.4)Resolvendo uma equação por I1(jw) e substituindo o resultado na outra equação se obtém:
V o ( jw )
Mjw
=
V s ( jw ) L 1 jw + R 1

(1.5)

Através dos módulos dos números complexos do numerador e do denominador do lado direito da
equação (2.5) obtemos a razão entre a amplitude da tensão de saída e da amplitude da tensão de
entrada.

Ao
=
As

Mw
( L1 w ) 2 + R 1 2

(1.6)

A defasagem da tensão de saída emrelação a tensão de entrada é:

φ = 90 o − tan −1

L1 w
R1

(1.7)

Isto é possível ser verificado na figura 1.2.

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Fig. 1.2 Comportamento da tensão aplicada na primeira bobina e da tensão induzida na
segunda bobina.

A magnitude tan −1

L1 w
R1

pode tomar qualquer valor entre 0 e90º. A defasagem de fase será,

portanto, ≥ 0.
Suponhamos que a freqüência da fonte primária assim como a resistência R1 sejam conhecidas,
torna-se possível determinar a auto-indutância L1 do primário e a indutância mútua M, a partir
do ângulo de defasagem e da razão das amplitudes.

II) A teoria de magnetismo nos revela que a auto-indutância de uma bobina é:
L=

µoµr N 2S
l

(1.8)

Onde:
L =...
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