Os testes de curto-circuito e vazio são feitos a um transformador monofásico de 50 kVA ,
, e foram obtidos os seguintes resultados:
- Com o enrolamento de baixa tensão em curto:
e 5 A ;
- Com o enrolamento de alta tensão em aberto: 205 W e fator de potência igual a 0,205.
a) Desenhe o circuito equivalente exato indicando todos os seus parâmetros.
b) Calcule a tensão no enrolamento de alta tensão quando o transformador subministra seus kVA nominais a uma carga conectada no lado de baixa tensão com fator de potência 0,707 adiantado. A tensão nos terminais da carga é de 230 V .
a) Desenhe o circuito equivalente exato indicando todos os seus parâmetros.
b) Calcule a tensão no enrolamento de alta tensão quando o transformador subministra seus kVA nominais a uma carga conectada no lado de baixa tensão com fator de potência 0,707 adiantado. A tensão nos terminais da carga é de 230 V .
Passo 1
Vamos resumir o que pede o enunciado e o que vamos usar. Trata-se de um transformador monofásico de
,
, relação
.
No teste a vazio (HV aberto, tensão aplicada no LV) obtiveram-se e fator de potência
a
; com isso vamos extrair os parâmetros do ramo de magnetização
e
.
No teste em curto-circuito (LV em curto, tensão aplicada no HV) registrou-se ,
,
; com esses dados obtemos a impedância de fuga em série
e
referida ao lado de alta tensão.
a) Desenhar o circuito equivalente exato indicando ,
,
e
.
b) Quando o transformador fornece sua potência nominal a uma carga ligada ao lado de baixa tensão com adiantado e
, calcular a tensão no enrolamento de alta tensão. Para isso vamos referir a impedância de fuga ao lado de baixa tensão, calcular a corrente de carga, a queda de tensão e, por fim, elevar à alta tensão pela relação de transformação.
No teste a vazio (HV aberto, tensão aplicada no LV) obtiveram-se
No teste em curto-circuito (LV em curto, tensão aplicada no HV) registrou-se
a) Desenhar o circuito equivalente exato indicando
b) Quando o transformador fornece sua potência nominal a uma carga ligada ao lado de baixa tensão com
Passo 2
Cálculo dos parâmetros do ramo de magnetização a partir do teste a vazio.
A corrente a vazio é
A corrente a vazio é
O ângulo de fase é
, logo
.
A componente resistiva (perdas no ferro) é
A componente resistiva (perdas no ferro) é
A componente magnetizante é
Passo 3
Cálculo da impedância de fuga do teste em curto–circuito (referida ao HV).
Passo 4
Circuito equivalente exato (referido ao lado de alta tensão):
V
──(
)──[
]── V
com os valores numéricos:
Passo 5
Referindo a impedância de fuga ao lado de baixa tensão. A relação de transformação em tensão é
então
Passo 6
Corrente de plena carga no lado de baixa tensão (kVA nominal =
,
):
Como o fator de potência é
adiantado, o ângulo da corrente em relação à tensão de
é
portanto
Passo 7
Queda de tensão na impedância de fuga referida ao LV:
Em valores escalares:
logo
Passo 8
Tensão necessária no lado de baixa tensão (fosfa) para garantir
na carga:
Referindo ao lado de alta tensão:
Resposta
(a) Circuito equivalente exato referido ao lado de alta tensão:
com
(b) Para plena carga a
adiantado e
, a tensão no enrolamento de alta tensão deve ser