Os parâmetros do circuito equivalente de um transformador de
, são:
, e
.
Determine:
O rendimento operando com carga nominal e fator de potência 0,8 atrasado.
Determine:
O rendimento operando com carga nominal e fator de potência 0,8 atrasado.
Passo 1
Beleza, a questão pede o rendimento (eficiência) de um transformador de 150 kVA, tensão 2400/240 V, operando com carga nominal e fator de potência 0,8 (atrasado). Matéria envolvida: transformador idealizado pelo seu circuito equivalente, onde calculamos perdas de cobre (pelo enrouamento) e perdas de ferro (no núcleo), e depois usamos potência de saída para achar eficiência. Para isso vamos precisar de:
- Corrente nominal no secundário,
- Resistências equivalentes referidas ao mesmo lado,
- Cálculo das perdas (cobre e ferro),
- Potência útil entregue e, por fim,
- Rendimento =
.
Passo 2
Primeiro, acha a corrente nominal no secundário (lado de 240 V). A potência aparente nominal é 150 kVA, então
Passo 3
Agora as perdas por cobre. Temos duas resistências, no primário
e no secundário
. Para somar elas direitinho, referimos tudo ao secundário usando a relação de espiras
:
Então a resistência total vista pelo secundário é
As perdas de cobre (Pv) em carga plena são
Passo 4
Perdas no ferro (núcleo) saem do ramo paralelo
(no primário). Num transformador ideal sem desbalanceamento de tensão, basta usar tensão nominal do lado correspondente. Se usar o primário:
Passo 5
Total de perdas:
Potência útil de saída (real) é
Entrada é
. Então o rendimento é
Resposta
O rendimento do transformador, em carga nominal com fator de potência 0,8 atrasado, é de aproximadamente 98,25%.