Transformadores Corrente elctrica alternada Electromagnetismo Transformadores Mquinas corrente

Transformadores • Corrente eléctrica alternada • Electromagnetismo • Transformadores • Máquinas corrente contínua • Máquinas corrente alternada • Outras máquinas

Transformador – o que é ? f 230 V 50 Hz

Necessidade de transformadores S=VI 10 k. V 150 / 220 / 400 k. V 400 V 60 / 15 k. V DP = RI 2 P 2 = P 1 – DP P 1 V 1 DV = RI V 2 = V 1 - DV

f I 1 I 2 1) I dirigindo-se para um ponto => F produz f na mesma direção 2) Polaridade da tensão induzida + +

N 1 V 1 ~ e 1 V 2 N 2 e 1 = ? Lei Lenz-Faraday : Se V 1 sinusoidal: e 2 = ? f = fmax cos(w t) Valor eficaz: (Boucherot)

I 2 I 1 V 2 N 1 V 1 Trf IDEAL : N 2 Pjoule = 0 m= ffuga = 0 Phisterese = 0 Peddy = 0 P 1 = P 2 h = 100% S 1 = S 2 Q 1 = Q 2 P = V I cos j P 1 =. . . P 1 = P 2 =. . . rt =. . . Trf ideal – cos j 1 = cos j 2 I 1 V 1 I 2 V 2

Transformador real Transf. ideal + Perdas no ferro (Foucault+Histerese) Dispersão magnética Perdas de Joule (resistência enrolamentos) R 1 X 1 R 2 X 2 I 0 RC Xm Transformador ideal R 1, R 2: resistência das bobines X 1, X 2: inductância de dispersão RC: perdas (Joule) ferro Xm: reactância de magnetização

Z = R + j XL aquecimento SN Limitação de I (1 ou 2) = V 1 N I 1 N = V 20 I 2 N V 20 > 10 k. VA , < 10 MVA < 10 k. VA > 10 MVA

Perdas P 1 P 2 PCu PFe P = V. I. cosj Pe Ph PJ = R. I 2 Bm - valor máx da densidade de fluxo f - frequência Ke - constante(depende do tipo de material e da espessura das lâminas ) Kh - constante

Rendimento e factor de carga h(%) 100 cos j 2 2/3

Vazio I 1 N V 20 ~ Relação transformação V 1 N Consumo corrente em vazio I 0 Factor potência Atenção: se Trf elevador V 2 Proteger secundário: pessoas circuitos eléctricos instrumentação terras. . . Curto circuito V 2 0 I 1 cc ~ V 1 cc I 2 N Corrente curto circuito I 2 cc Perdas Cobre Resistência equivalente Impedância equivalente Reactância equivalente Outros ensaios: - isolamento - aquecimento (espectrógrafo) - rigidez dieléctrica. . .

Corrente de curto circuito SN V 20 VCC % - 5 Ensaio CC - V 1 CC ( I 2 N ) V 1 CC I 2 N V 1 N I 2 CC Ex: Trf 110 / 35 k. V VCC % = 5 I 2 N = 9 k. A (ensaio CC) V 1 CC = 5% V 1 N = 110. 000 V V 1 N = 0, 05 x 110. 000 = 5. 500 V 110. 000 = 20 x 5. 500 I 2 N = 9. 000 A I 2 CC = 20 x I 2 N = 20 x 9. 000 = 180 k. A

Convenções Letra maiúscula – tensão mais elevada Letra minúscula – tensão menos elevada ide, m para a forma de ligação dos enrolamentos: Transformador elevador D y Transformador redutor Yzn Y y D d Z z

YD YY DY DD Ø Menor isolamento Ø Neutro 2 tensões Ø Menor secção (condutores) Ø Pode manter 2 fases Ligação em “zig-zag” YZ Ø Fluxos c sentidos contrários (mesma coluna) Ø Permite desiquilibrio de cargas repartição em 2 fases

Tensões / Índice horário / Curto circuito 12 k. V A B C A’ B’ C’ a b c a’ b’ c’ Indíce horário não igual a’ b’ c’ 400 V Tensão mais elevada 12 9 3 6 Tensão menos elevada Paralelo: apenas se indíce horário igual 1 hora = 30º VA VA Va Vc Vb VC VB VC Yy 0 Desfazamento da tensão Primária com Secundária Va Yy 6 VB

Autotransformador N 1 VP N 2 VS Alteração de tensões reduzidas Mais barato (1 único enrolamento) Não isola primário do secundário Havendo quebra em N 2 : VP = VS