Um transformador monofásico de
, foi ensaiado em vazio e em curto-circuito, tendo-se obtido os seguintes resultados:
Ensaio em vazio: 240 V, 16,75 A, 580 W; Ensaio em curto-circuito: 123 V, 62,5 A, 1660 W.
Para um fator de potência
, caracterize a carga a que corresponde a situação de rendimento máximo do transformador. Qual o valor desse rendimento?
Ensaio em vazio: 240 V, 16,75 A, 580 W; Ensaio em curto-circuito: 123 V, 62,5 A, 1660 W.
Para um fator de potência
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o enunciado tá pedindo. É um transformador monofásico de 150 kVA, 2400 V/240 V, 50 Hz. Fizemos ensaio em vazio (tensão nominal no secundário, medindo corrente e potência de ferro) e ensaio em curto‐circuito (baixa tensão, tensão de curto, medindo corrente e potência de cobre). Dados:
- Ensaio em vazio: 240 V, 16,75 A, 580 W → aqui: perda no ferro
. - Ensaio em curto: 123 V, 62,5 A, 1660 W → cobre em 0,1 Inom.
O que pedem: para fator de potência da carga
(atrasado),
- caracterizar a carga em que o rendimento é máximo (isto é, determinar a carga em kVA, corrente e potência ativa de saída),
- calcular esse rendimento máximo.
Teoria que vamos usar:
- Perdas de cobre variam com
. A partir do ensaio em curto a 0,1 Inom calculamos as perdas de cobre em plena carga: - Rendimento
. - No ponto de máxima eficiência:
.
Passo 2
Calcular as perdas de cobre em plena carga.
No ensaio em curto a 62,5 A (que é 0,1 Inom) temos W, então
No ensaio em curto a 62,5 A (que é 0,1 Inom) temos
Passo 3
Determinar a corrente relativa
para a máxima eficiência, usando
Logo
Passo 4
Agora a carga aparente
e a corrente de saída:
- Corrente nominal no secundário:
- Corrente de trabalho para máximo rendimento:
- Carga aparente:
- Potência ativa de saída, com
:
Passo 5
Calcular o rendimento máximo:
- Em máximo rendimento,
W, então perdas totais W. - Rendimento:
Resposta
A carga de máxima eficiência é de aproximadamente 8,86 kVA (36,9 A no secundário) com
, correspondendo a
kW.
O rendimento máximo vale cerca de 85,9 %.
O rendimento máximo vale cerca de 85,9 %.