Um transformador monofásico, 10 \mathrm{kVA}, 2400 / 120 \mathrm{~V}, 60 \mathrm{~Hz} apresenta os seguintes parâmetros para seu circuito equivalente:
\begin{aligned} & \mathrm{Ze}_{\mathrm{qH}}=5+\mathrm{j} 25 \mathrm{ohm} \\\ & \mathrm{R}_{\mathrm{c(HV)}}=64 \mathrm{kohm} \\\ & \mathrm{X}_{\mathrm{M(HV)}}=9.6 \mathrm{kohm} \end{aligned}
Ensaios em aberto (a vazio) e em curto são realizados nesse transformador. Determine:
para o ensaio em aberto: \mathrm{V}_{\mathrm{OC}}, \mathrm{I}_{\mathrm{OC}}, \mathrm{P}_{\mathrm{OC}}

Passo 1

O enunciado fornece um transformador monofásico de 10,kVA, 2400/120,V e 60,Hz, com o circuito equivalente referido ao lado de alta tensão (HV) contendo a impedância de fuga \mathrm{Z}_{\mathrm{eqH}}=5+j25, \Omega e o ramo de magnetização R_{\mathrm{c(HV)}}=64,k \Omega, X_{\mathrm{M(HV)}}=9{,}6,k \Omega. No ensaio a vazio aplicamos a tensão nominal do lado HV com o secundário aberto, de forma que só circula corrente no ramo magnético. Vamos calcular a tensão, corrente e potência desse ensaio.

Passo 2

A tensão de ensaio a vazio é a tensão nominal do lado de alta tensão, logo
\mathrm{V}_{\mathrm{OC}} = 2400\text{ V}.

Passo 3

No ramo de magnetização há uma corrente ativa pela resistência de núcleo e uma reativa pela reatância magnetizante:
I_{\mathrm{R}}=\frac{V_{\mathrm{OC}}}{R_{\mathrm{c(HV)}}} =\frac{2400}{64\,000} =0{,}0375\mathrm{A},
I_{\mathrm{M}}=\frac{V_{\mathrm{OC}}}{X_{\mathrm{M(HV)}}} =\frac{2400}{9600} =0{,}25\mathrm{A}.
A corrente de ensaio é a soma vetorial:
I_{\mathrm{OC}} =\sqrt{I_{\mathrm{R}}^{2}+I_{\mathrm{M}}^{2}} =\sqrt{0{,}0375^{2}+0{,}25^{2}} \approx0{,}253\mathrm{A}.

Passo 4

A potência medida no ensaio a vazio corresponde à perda no núcleo, que é
P_{\mathrm{OC}} =V_{\mathrm{OC}}\cdot I_{\mathrm{R}} =2400\times0{,}0375 =90\mathrm{W}.

Resposta

\mathrm{V}_{\mathrm{OC}}=2400\mathrm{V} \mathrm{I}_{\mathrm{OC}}\approx0,253\mathrm{A} \mathrm{P}_{\mathrm{OC}}=90\mathrm{W}

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