Um transformador de potencial de e tem os seguintes parâmetros, vistos do enrolamento de alta tensão (primário):
Supondo que o secundário esteja em aberto e que o primário esteja conectado a uma fonte de , calcule o módulo e o ângulo de fase (em relação à fonte de alta tensão) da tensão nos terminais do secundário.
Calcule o módulo e o ângulo de fase da tensão do secundário se uma carga resistiva de for conectada aos terminais do secundário.
Repita a parte se a carga for trocada por uma reatância de .
Passo 1
Com os dados do enunciado, vamos desenhar o modelo desse transformador referido ao primário:
Passo 2
Na letra , uma fonte aplica uma tensão de no primário e o secundário está aberto.
Queremos encontrar o módulo e o ângulo da tensão no secundário, tomando a tensão no primário como referência, ou seja:
Como o secundário está aberto, não há circulação de corrente no secundário e a sua tensão é a aplicada na reatância de magnetização. Então, utilizando divisor de tensão:
Passo 3
Encontramos a tensão do secundário refletida para o primário, agora temos que usar a relação de transformação para encontrar a tensão no secundário.
Como
Temos:
Passo 4
Na letra , continuamos aplicando a mesma tensão no primário, mas conectamos uma resistência de , no secundário.
Como estamos trabalhando com o modelo referente ao primário, temos que refletir essa resistência para o primário:
Então, temos o seguinte circuito equivalente série referido ao primário.
Passo 5
Há várias formas de resolvermos esse circuito. Primeiro, vamos calcular a impedância equivalente do circuito.
Agora, vamos calcular a corrente
Passo 6
Aplicando divisor de corrente, podemos calcular a corrente que passa pela carga:
Encontramos a corrente do secundário refletida para o primário, agora temos que usar a relação de transformação para encontrar a corrente no secundário.
Como,
Logo,
Agora que temos a corrente que passa pela carga resistiva, vamos aplicar a lei de ohm e encontrar a tensão no secundário.
Passo 7
Na letra , o procedimento é exatamente igual, a única coisa que vai mudar é que agora a carga é uma reatância de .
Calculando a impedância equivalente do circuito:
Agora, vamos calcular a corrente
Passo 8
Aplicando divisor de corrente, podemos calcular a corrente que passa pela carga:
Encontramos a corrente do secundário refletida para o primário, agora temos que usar a relação de transformação para encontrar a corrente no secundário.
Como,
Logo,
Agora que temos a corrente que passa pela carga resistiva, vamos aplicar a lei de ohm e encontrar a tensão no secundário.