Um transformador trifásico é montado conectando três transformadores monofásicos de 720VA, 360/120 V. As constantes para cada transformador são
e
. Para cada uma das quatro configurações, determine a tensão nominal e as classificações de potência do transformador trifásico. Desenhe os arranjos de enrolamento e o circuito equivalente por fase para cada configuração.
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Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um transformador trifásico montado com três transformadores monofásicos de 720 VA e 360/120 V. A gente precisa descobrir a tensão nominal e as classificações de potência desse transformador trifásico quando conectados em configuração Y Y (estrela-estrela). Para resolver isso, vamos precisar entender como as tensões e potências se relacionam em conexões trifásicas na configuração estrela, além de usar as resistências e reatâncias dadas para analisar o circuito equivalente por fase.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a configuração Y Y. Em uma conexão estrela, cada transformador está ligado de forma que uma das extremidades dos enrolamentos fica conectada a um ponto comum (o neutro). Isso significa que a tensão de linha (tensão entre duas fases) e a tensão de fase (tensão em cada transformador) estão relacionadas pela fórmula:
Onde:
- $ V_{linha} $ é a tensão nominal entre as fases.
- $ V_{fase} $ é a tensão nominal em cada transformador.
Passo 3
Sabemos que cada transformador monofásico tem tensão de 360/120 V. Como estamos em uma configuração Y Y, a tensão de fase será 120 V. Então, vamos calcular a tensão de linha:
Então, a tensão nominal do transformador trifásico nessa configuração é aproximadamente 208 V.
Passo 4
Agora, vamos calcular a potência total do transformador trifásico. Cada transformador monofásico tem uma potência de 720 VA e como são três deles, a potência total será:
Então, a classificação de potência do transformador trifásico é de 2160 VA ou 2,16 kVA.
Passo 5
Vamos agora falar sobre o circuito equivalente por fase. Em uma conexão Y Y, cada fase do transformador terá seu próprio circuito equivalente, que inclui as resistências e reatâncias fornecidas:
- Resistência no lado de alta tensão ($ R_H = 18,9,\Omega $)
- Reatância no lado de alta tensão ($ X_H = 21,6,\Omega $)
- Resistência no lado de baixa tensão ($ R_L = 2,1,\Omega $)
- Reatância no lado de baixa tensão ($ X_L = 2,4,\Omega $)
- Resistência da carga ($ R_{CH} = 8,64,k\Omega $)
- Reatância da carga ($ X_{C H} = 6,84,k\Omega $)
Esses componentes serão representados em série no circuito equivalente por fase, mostrando como a tensão e a corrente se comportam em cada transformação.
Resposta
Portanto, na configuração Y Y, o transformador trifásico possui uma tensão nominal de aproximadamente 208 V e uma classificação de potência total de 2160 VA (2,16 kVA). O circuito equivalente por fase inclui as resistências e reatâncias do lado de alta e baixa tensão, além das da carga, todas conectadas em série.