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! Você tem um transformador trifásico feito por três transformadores monofásicos de 720VA, com tensões de 360V no primário e 120V no secundário. A questão pede para a gente descobrir a tensão nominal e a classificação de potência do transformador trifásico quando conectado na configuração YD (Estrela-Delta). Para resolver isso, vamos precisar entender como as conexões YD funcionam e como elas afetam as tensões e potências no sistema trifásico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que significa a configuração YD. Nesse arranjo, o lado Y (estrela) está no primário e o lado D (delta) está no secundário. Isso significa que as três bobinas do primário estão conectadas em estrela, enquanto as do secundário estão em delta.
Passo 3
Vamos calcular as tensões nominais primária e secundária no sistema trifásico. Na conexão estrela (Y), a tensão de linha é relacionada à tensão de fase pela fórmula:
No primário, cada transformador monofásico tem 360V, então a tensão de fase V_P é 360V. Assim, a tensão de linha primária V_{P_{linha}} será:
No secundário, na conexão delta (D), a tensão de linha é igual à tensão de fase V_S, que é 120V. Portanto, a tensão de linha secundária V_{S_{linha}} é 120V.
Passo 4
Agora, vamos determinar a classificação de potência do transformador trifásico. Cada transformador monofásico tem uma potência de 720VA. Como estamos lidando com um sistema trifásico, a potência total S_{total} é:
Passo 5
Para resumir:
- Tensão Nominal Primária (Estrela): Aproximadamente 622 V
- Tensão Nominal Secundária (Delta): 120 V
- Classificação de Potência do Trifásico: 2,16 kVA
Passo 6
Por último, vamos falar rapidamente sobre os arranjos de enrolamento e o circuito equivalente por fase. Em YD, no primário (estrela), cada bobina tem um terminal conectado ao ponto comum (neutro), formando a estrela. No secundário (delta), as bobinas estão conectadas em forma de triângulo, onde cada ponta é ligada à linha correspondente.
O circuito equivalente por fase incluirá a resistência e reatância do lado primário e secundário, além das perdas no núcleo representadas por $ R_{CH} $ e $ X_{CH} $.
Resposta
Na configuração YD, a tensão nominal do transformador trifásico é aproximadamente 622 V no primário e 120 V no secundário, com uma classificação de potência total de 2,16 kVA.