Considere um transformador de potência monofásico, com as seguintes características: 100 kVA , , classe de isolamento . Do seu circuito equivalente exato, conhecem-se os seguintes parâmetros:
Suponha que o transformador é alimentado à sua tensão e frequência nominais.
Para a hipótese da carga do transformador valer com fator de potência , recorrendo ao modelo equivalente simplificado referido ao secundário, determine:
O regime de carga.
Passo 1
Beleza, vamos primeiro resumir o que o enunciado está pedindo e o que precisamos usar.
– O exercício é sobre um transformador monofásico de 100 kVA, 6 kV/231 V, 50 Hz.
– Temos o circuito equivalente exato, mas vamos usar o modelo simplificado (só a impedância série) referida ao secundário.
– A carga no secundário é de com fator de potência indutivo.
– Precisamos achar o “regime de carga”, ou seja, as correntes e tensões em cada lado e ver quanto do transformador está sendo utilizado.
Conteúdo: transformador, reflexão de impedância, cálculo de fasores, potência aparente.
Passo 2
Antes de tudo vamos trazer a impedância do primário para o secundário.
A relação de transformação de tensão é
Para refletir ao secundário multiplicamos por .
Passo 3
Agora somamos as impedâncias série todas referidas ao secundário:
A carga indutiva com tem ângulo , logo
Passo 4
A tensão aplicada no secundário (referido) é a tensão nominal:
Ou seja, a queda na série reduziu um pouco a tensão de 231 V para cerca de 222,7 V na carga.
Passo 6
A corrente no primário (referida ao primário) tem mesma fasor que underline I1 = underline I2a approx 432,2ang<=(-38,8°)25,97 approx 16,64 A;ang<=(-38,8°) dividido por SL = VL,I2^* = 222,7cdot432,2 approx 96,3 kVA :
Agora vemos a potência aparente na carga:
Comparando com os 100 kVA nominais, o transformador está em cerca de 96,3% de carga.
Resposta
– Corrente no secundário: .
– Corrente no primário: .
– Tensão na carga: .
– Potência aparente entregue: , ou seja, 96,3% de carga.