Exercícios Resolvidos de Introdução aos Transformadores

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Enunciado

O lado de alta tensão (AT) de um transformador abaixador tem N P = 800 espiras e o lado de baixa tensão (BT) tem N s = 100 espiras. Uma tensão de 240   V é aplicada ao lado de AT e uma impedância de carga de 3   Ω é ligada ao lado BT. Calcule:

a A corrente e a tensão no enrolamento de BT.

b A corrente no lado de AT.

c A impedância vista dos terminais de AT (impedância do secundário refletida).

Passo 1

Vamos começar! O enunciado nos disse que o transformador é abaixador. Isso quer dizer que ele recebe uma tensão maior e a transforma para uma tensão menor. Então, podemos desenhar o seguinte esquema:

Como não foi dito nada sobre o ângulo e a carga é resistiva não precisamos nos preocupar com defasamentos. Por isso, vamos considerar apenas os módulos dos fasores.

Passo 2

Na letra ( a ) precisamos encontrar a corrente e a tensão no enrolamento de BT, que está no secundário do transformador.

Sabemos que a relação entre as tensões do primário e do secundário são diretamente proporcionais à relação das espiras em um transformador.

V P V S = N P N S = α

Logo, substituindo os valores dos números de espiras do primário e do secundário, temos:

V P V S = 800 100

α = V P V S = 8

Logo, a tensão no enrolamento de baixa será:

V S = V P 8

V S = 240 8

V S = 30   V

Passo 3

Agora, vamos aplicar a lei de Ohm na carga para encontrarmos a corrente no enrolamento de BT.

I S = V S 3

I S = 30 3

I S = 10   A

Passo 4

Na letra ( b ) temos que calcular a corrente no lado de AT, I P . Para isso, vamos usar a relação de transformação do transformador.

I P I S = 1 α

I P = I S α

I P = 10 8

I P = 1,25   A

Passo 5

Pra terminar, na letra ( c ) temos que calcular a impedância refletida para o primário. Sabemos que a relação de transformação para transferir a impedância do secundário para o primário é

Z L ' = α 2 Z L

Então,

Z L ' = ( 8 ) 2 × 3

Z L ' = 192   Ω

Resposta

a   V S = 30   V ;   I S = 10   A  

b   I P = 1,25   A    

( c )   Z L ' = 192   Ω

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