1. Como deve ser testado um TC de classe 0,6 para levantarmos a sua classe de exatidão, considerando que a carga padronizada para ele é \mathrm{C} 5,0 ? Que resultado confirmará a sua classe de exatidão?

Passo 1

O enunciado pede duas coisas claras:
  • Como proceder para testar um transformador de corrente (TC) declarado de classe de exatidão \,0,6, sabendo que a carga padronizada a ser usada no ensaio é \mathrm{C}\,5,0.
  • Qual resultado (critério) confirmará que ele realmente pertence à classe \,0,6.
As informações fornecidas pelo enunciado que vamos usar:
  • O TC é declarado como classe de exatidão \,0,6.
  • A carga padronizada para o ensaio é \mathrm{C}\,5,0 (essa é a carga que deve ser colocada no secundário durante os ensaios).

Passo 2

O que é preciso medir e por quê (aula rápida, sem pânico):
  • Um TC é caracterizado principalmente por dois erros quando alimentado por corrente:
    1. erro de razão (ou erro de transformação), que mede quanto a corrente secundária medida difere da corrente secundária ideal;
    2. erro de fase (deslocamento de fase entre primária e secundária).
      Ambos afetam a medição de energia e por isso as classes de exatidão impõem limites para esses erros.
  • Definições e fórmulas úteis:
    • k = razão nominal do TC (por exemplo 100/5: k=20).
    • Para uma corrente primária I_p, a corrente secundária ideal é \,I_{s,\text{ideal}}=\dfrac{I_p}{k}.
    • Se medirmos a corrente secundária real \,I_{s,\text{meas}}, o erro de razão, em porcentagem, é \varepsilon = 100\%\cdot \frac{I_{s,\text{meas}}-I_{s,\text{ideal}}}{I_{s,\text{ideal}}}.
    • O erro de fase \varphi é o ângulo (em minutos ou graus) entre os fasores I_p e I_{s,\text{meas}} (na prática mede‑se o ângulo entre I_p e a tensão no enrolamento secundário quando a carga for resistiva).
  • Sobre a carga padronizada \mathrm{C}\,5,0: isso indica a carga (burden) de ensaio que o secundário deve ver durante a prova, segundo a norma aplicável. Na prática, coloca‑se no secundário um reóstato/impedância que reproduza essa carga padronizada (pode ser especificada em VA, ohms e fator de potência pela norma ou pelo fabricante). Para os cálculos de corrente é conveniente usar carga resistiva conhecida para que a tensão no secundário seja proporcional à corrente secundária.

Passo 3

Procedimento passo a passo do ensaio (o que fazer na bancada):
  1. Identificar e anotar: razão nominal k, corrente nominal I_N (corrente primária nominal) e os detalhes da carga \mathrm{C}\,5,0 conforme norma/fabricante (valor em VA ou impedância).
  2. Montagem: conectar o secundário do TC à carga padronizada \mathrm{C}\,5,0. Garantir conexões curtas e firmes (falha aqui dá erro grande). Colocar instrumentos de medida: amperímetro no primário (ou injetar corrente controlada no primário) e voltímetro/amperímetro/phasímetro no secundário (ou medir tensão no burden para deduzir I_{s,\text{meas}}).
  3. Pontos de ensaio (padrão típico): medir em pelo menos três pontos representativos. Em muitos ensaios de medição usa‑se, por exemplo, correntes próximas de: \,0{,}1\,I_N, \,1{,}0\,I_N e \,5{,}0\,I_N (os pontos exatos dependem da norma aplicável; confirmar a norma da prova). Cada ponto testa comportamento em baixa, nominal e alta corrente.
  4. Em cada ponto: aplicar I_p (valor do ponto), esperar regime permanente, medir a corrente secundária I_{s,\text{meas}} e o ângulo de fase entre I_p e I_{s,\text{meas}} (ou entre I_p e a tensão no burden, se o burden for resistivo). Se só for possível medir a tensão no burden V_b e a resistência R_b, obter I_{s,\text{meas}}=V_b/R_b.
  5. Calcular o erro de razão \varepsilon usando a fórmula do Passo 2 e anotar o erro de fase \varphi em cada ponto. Registrar todas as medições e condições (temperatura, frequência, fator de potência da carga, etc.).
Observação prática amigável: usar carga puramente resistiva no secundário facilita a medição de fase (tensão e corrente secundária em fase), o que simplifica a determinação do deslocamento de fase entre primária e secundária.

Passo 4

Como interpretar os resultados (o que significa “passar”):
  • A classe de exatidão \,0,6 impõe limites máximos admissíveis para o erro de razão (em %) e para o erro de fase (em minutos de arco ou graus), nos pontos de ensaio e com a carga padronizada especificada ( \mathrm{C}\,5,0).
  • Portanto, depois de calcular \varepsilon e medir \varphi em cada ponto de ensaio:
    • Se para todos os pontos ensaiados com a carga \mathrm{C}\,5,0 o erro de razão satisfizer |\varepsilon|\le 0{,}6\% (ou o limite de porcentagem indicado na norma para classe \,0,6) e o erro de fase \varphi também estiver dentro dos limites especificados pela norma para essa classe, então o TC confirma a classe de exatidão \,0,6.
    • Se algum ponto tiver |\varepsilon|>0{,}6\% ou \varphi exceder o limite, o TC NÃO atende à classe \,0,6 nas condições da prova.

Passo 5

Fórmulas e exemplo simbólico de cálculo (para você aplicar na prova):
  • Fórmula do erro de razão (repetindo com clareza): \varepsilon = 100\%\cdot\frac{I_{s,\text{meas}}-\dfrac{I_p}{k}}{\dfrac{I_p}{k}}.Exemplo simbólico: se k=20, I_p=100\\ \mathrm{A} então I_{s,\text{ideal}}=5\\ \mathrm{A}. Se medir I_{s,\text{meas}}=4{,}97\\ \mathrm{A}, \varepsilon = 100\%\cdot\frac{4{,}97-5}{5} = 100\%\cdot\frac{-0{,}03}{5} = -0{,}6\%.Neste exemplo o erro de razão é -0{,}6\% (ou seja, dentro do limite de \,0,6\% em módulo).
  • Como medir \varphi: se o burden for puramente resistivo R_b, mede‑se a tensão V_b no burden; essa tensão está em fase com I_{s,\text{meas}}. Medir o ângulo entre I_p e V_b com um phasímetro dá imediatamente o deslocamento de fase do secundário em relação à primária.

Passo 6

Coisas práticas e pegadinhas (me ajuda na prova):
  • Confirme sempre qual norma a banca/professor quer que você use (IEC, NBR, etc.) porque os pontos de ensaio e a definição exata da carga \mathrm{C}\,5,0 podem variar ligeiramente.
  • Não deixe o secundário em vazio (aberto) durante o ensaio — isso é perigoso e gera tensões muito altas. O secundário deve estar sempre carregado com a \mathrm{C}\,5,0.
  • Registre temperatura e frequência, porque os limites de classe são válidos nas condições normais especificadas.
  • Se na prova te pedirem calcular numérico, use a fórmula do Passo 5 com os dados que te derem; se te pedirem descrever procedimento, use os passos acima.

Resposta

Realizar ensaios com o secundário do TC ligado à carga padronizada \mathrm{C}\,5,0; aplicar correntes de ensaio (por exemplo \,0{,}1\,I_N, \,1{,}0\,I_N e \,5{,}0\,I_N, ou os pontos exigidos pela norma), medir em cada ponto a corrente secundária I_{s,\text{meas}} e o deslocamento de fase \varphi, e calcular o erro de razão \varepsilon = 100\%\cdot\big(I_{s,\text{meas}}-\dfrac{I_p}{k}\big)/\dfrac{I_p}{k}.
Confirmação da classe: o TC será confirmado como classe \,0,6 se, com a carga \mathrm{C}\,5,0, todos os pontos de ensaio apresentarem |\varepsilon|\le 0{,}6\% e o erro de fase \varphi estiver dentro dos limites estabelecidos pela norma para a classe \,0,6.

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