Um transformador monofásico, 10 \mathrm{kVA}, 1200 / 120 \mathrm{~V} é ligado como autotransformador. Desenhe a conexão, as correntes, e determine as capacidades em kVA do autotransformador nas situações abaixo:
Autotransformador abaixador (polaridade aditiva) - carga na bobina de 1200 V

Passo 1

O enunciado dá um transformador monofásico de 10,kVA com enrolamentos de 1200,V (alta tensão) e 120,V (baixa tensão). Vamos ligá-lo como autotransformador em modo abaixador (polaridade aditiva), isto é, ligando em série os dois enrolamentos de modo que suas tensões se somem, e retirá-lo na bobina de 120,V. Precisamos desenhar a conexão, indicar as correntes e calcular a nova capacidade em kVA do conjunto autotransformador.

Passo 2

Diagrama de conexões e sentidos de corrente:
– Chame os terminais da bobina de 1200,V de A (início) e B (fim).
– Chame os terminais da bobina de 120,V de B (início) e C (fim).
– Ligue a fonte de 1200,V entre A (fase) e C (neutro).
– O ponto B é o ponto de extração para a carga de baixa tensão.
– A carga de 120,V fica entre B e C.
Correntes: a corrente de carga I_L flui de A\to B\to C, passando pelos dois enrolamentos em série.

Passo 3

Para não exceder o enrolamento original, usamos a relação
S_t = (V_{A\,B})\,I_L \le 10\,000\text{ VA},
onde V_{A\,B}=V_{\rm HV}-V_{\rm LV}=1200-120=1080,V.
Logo a corrente máxima é
I_{L,\max}=\frac{S_t}{V_{A\,B}} =\frac{10\,000}{1080}\approx9{,}26\text{ A}.

Passo 4

A capacidade aparente do autotransformador é
S_{\rm auto}=V_{\rm entrada}\times I_{L,\max} =1200\text{ V}\times9{,}26\text{ A} \approx11\,111\text{ VA}\approx11{,}11\text{ kVA}.

Passo 5

Para efeito de comparação, a carga de baixa tensão receberia
S_{\rm carga}=V_{\rm saída}\times I_{L,\max} =120\text{ V}\times9{,}26\text{ A} \approx1\,111\text{ VA}\approx1{,}11\text{ kVA}.í

Resposta

A capacidade do autotransformador em modo abaixador (polaridade aditiva) é de aproximadamente 11,11 kVA.

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