ATIVIDADE A2 - CONVERSÃO ELETROMECANICA DE ENERGIA

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CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA - ATIVIDADE A2
Uma das estratégias de trabalho e modelagem de transformadores reais é a utilização de
um circuito elétrico equivalente. Deve-se levar em consideração as perdas que ocorrem nos
transformadores reais e incluí-las na construção dos modelos.
Sobre as perdas que ocorrem nos transformadores reais, analise as afirmativas a seguir e
assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) As perdas no cobre são consequência do aquecimento resistivo dos
enrolamentos primários e secundários.
II. ( ) Devido ao fenômeno da histerese, durante cada semiciclo há uma perda
associada à alteração da configuração dos domínios magnéticos no núcleo.
III. ( ) As perdas por correntes parasitas consideram o que circula no exterior dos
enrolamentos primários e secundários ferromagnéticos.
IV. ( ) É possível construir um circuito equivalente que leva em consideração todas as
imperfeições principais dos transformadores reais. Nesse contexto, o efeito mais
fácil de se modelar são as perdas no cobre.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Os transformadores são usados em diversas situações, como, por exemplo, no ajuste de
tensão de equipamentos elétricos. Considerando isso, um engenheiro eletricista está
projetando um transformador elétrico ideal com as seguintes especificações: tensão de
entrada 220 V, corrente de entrada de 10 A e corrente de saída de 20 A.
Considerando o transformador elétrico ideal acima, analise as afirmativas a seguir e
assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) Por ser um transformador elétrico ideal, a potência de entrada será diferente da
de saída.
II. ( ) A relação de transformação é , ou seja, há um rebaixamento na tensão
secundária.
III. ( ) Em termos da impedância que ocorre no transformador ideal, o valor de entrada
será .
IV. ( ) A tensão de saída será de 440 V, pois a relação de transmissão é de elevação
de tensão.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Um transformador monofásico real de 15 kVA tem uma tensão nominal de placa 800/80 V.
Um ensaio de curto-circuito foi realizado no lado de alta tensão, e os seguintes resultados
foram obtidos: 40 V, 5,5 A e 190 W. Da mesma forma, foi realizado um ensaio de circuito
aberto no lado de baixa tensão, e os seguintes resultados foram obtidos: 80 V, 1 A e 50 W.
Com base nos resultados dos ensaios, analise as afirmativas a seguir.
I. A impedância em série equivalente do transformador em estudo é
.
II. As perdas no transformador podem ser consideradas como o somatório das perdas
dos enrolamentos e a perda do núcleo é de 2,26 kW.
III. Considerando um fator de potência de 0,90 indutivo, as potências de entrada e saída
no transformador são 15,76 kW e 13,50 kW, respectivamente.
IV. Considerando um fator de potência de 0,90 indutivo, a eficiência do transformador é
85,67%.
É correto o que se afirma em:
Considere um transformador monofásico real de 130/1950 V, 60 Hz e 45 kVA, com uma
reatância de magnetização de , quando medida nos terminais de 130 V. O primeiro
enrolamento tem uma reatância de dispersão de e o segundo enrolamento tem
uma reatância de dispersão de .
Em relação às informações desse transformador, analise as afirmativas a seguir.
I. Considerando o enrolamento secundário aberto e uma tensão de 130 V aplicada no
primeiro enrolamento, a corrente primária será de 3,25 A.
II. Considerando o enrolamento secundário em curto-circuito, a corrente primária será
de 346,15 A.
III. Considerando o enrolamento secundário aberto e uma tensão de 130 V aplicada no
primeiro enrolamento, a tensão secundária será de 1950 V.
IV. Considerando o segundo enrolamento em aberto, para facilitar os cálculos podemos
utilizar a técnica de circuito equivalente e refletir a reatância do enrolamento
secundário para o primário.
É correto o que se afirma em:
A eficiência é uma propriedade bastante interessante e necessária para avaliarmos o
rendimento de diversos equipamentos. Para avaliar a eficiência de um transformador,
compara-se a sua potência de entrada com a potência de saída.
Neste sentido, assinale as afirmativas a seguir.
I. Para calcularmos a eficiência de um transformador, devemos levar em conta as
perdas no núcleo e as perdas dos enrolamentos de cobre.
II. Quanto menores as perdas no núcleo e as perdas no cobre dos enrolamentos, maior
será a eficiência do transformador.
III. Para calcularmos a eficiência de um transformador, basta sabermos a corrente na
saída do transformador e seu fator de potência.
IV. Para calcularmos a eficiência de um transformador, basta sabermos a tensão na
saída e na entrada do transformador.
Está correto o que se afirma em:
Nos transformadores monofásicos reais, o fluxo estabelecido nos enrolamentos está sujeito
a perdas por dispersão, ou seja, uma parte do fluxo deixa o núcleo de ferro passando
através do ar. Ela passa através de uma das bobinas do transformador, mas não através da
outra.
Em relação aos fluxos nas bobinas, analise as afirmativas a seguir.
I. O fluxo na bobina primária do transformador é determinado somente pelo fluxo
mútuo, que permanece no núcleo e concatena os enrolamentos.
II. No enrolamento secundário, o fluxo é determinado pelo fluxo mútuo e o fluxo de
dispersão, que passa pelo enrolamento e retorna pelo ar, contornando o
enrolamento primário.
III. Nos transformadores monofásicos, a relação de transformação também pode ser
determinada pela razão entre as tensões causadas pelo fluxo mútuo no enrolamento
primário e no enrolamento tensão secundário.
IV. O fluxo de dispersão primário é diretamente proporcional à corrente elétrica primária
e o fluxo de dispersão secundário é diretamente proporcional à corrente secundária.
É correto o que se afirma em:
Os transformadores elétricos são equipamentos que têm como função alterar a tensão e a
corrente elétrica que passa por eles. Para uma boa operação do transformador, existem
alguns testes que podem ser realizados, para que não tenhamos problemas com a
transmissão e distribuição de energia.
Sobre os ensaios realizados em transformadores, analise as afirmações a seguir.
I. No ensaio de curto-circuito aberto, deixamos um dos enrolamentos do transformador
sem nenhuma conexão e do outro lado conectamos uma fonte ajustada na tensão
nominal do equipamento.
II. No ensaio de curto-circuito, conectamos os terminais de baixa tensão em
curto-circuito, e os terminais de alta tensão a uma fonte de tensão variável ajustada
para que a corrente no enrolamento em curto-circuito aumente para o valor
correspondente da corrente nominal do equipamento.
III. No ensaio a vazio, deixamos um dos enrolamentos do transformador sem nenhuma
conexão e do outro lado conectamos uma fonte ajustada na tensão nominal do
equipamento.
IV. No ensaio a vazio, conectamos os terminais de baixa tensão em curto-circuito, e os
terminais de alta tensão a uma fonte de tensão variável ajustada para que a corrente
no enrolamento em curto-circuito aumente para o valor correspondente da corrente
nominal do equipamento.
É correto o que se afirma em:
Uma indústria de papel e celulose está ampliando sua central de distribuição de energia, e
para isso um engenheiro foi chamado para realizar um teste em um dos transformadores de
distribuição. Na placa do equipamento foram coletadas as seguintes informações: potência
nominal de 40 kVA, tensão nominal de 13 kV no lado primário e de 110 V no lado
secundário.
Considerando o transformador mencionado, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) A partir dos valores da placa, podemos obter o valor da corrente base primária
de 3,08 A.
II. ( ) A partir dos valores da placa, podemos obter o valor da admitância base
primária de 0,24 S.
III. ( ) A partir dos valores da placa, podemos obter o valor da impedância base
primária de 4221 Ω.
IV. ( ) Uma admitância de 1 mS, expressa por grandezas em “por unidade” (pu), com
base nos valores de placa é 4,17 pu.
Assinalea alternativa que apresenta a sequência correta.
Uma indústria farmacêutica está expandindo sua produção e, com isso, solicitou ao
departamento de manutenção elétrica um projeto de um transformador monofásico real de
15 kVa com tensão nominal de placa 500/5000 V, a qual se baseia na relação de espiras de
seus enrolamentos.
Em relação às informações do transformador monofásico, analise as afirmativas a seguir.
I. A corrente primária base é de 30 A.
II. A impedância secundária base é de 16,67 .
III. A resistência secundária base é de 167 .
IV. A admitância primária base é de 0,06 S.
É correto o que se afirma em:
Os transformadores têm como base de funcionamento a lei de Faraday, que constitui a
propriedade fundamental apresentada pelos campos magnéticos. Essa lei evidencia,
inclusive, o porquê de os transformadores elétricos serem chamados de máquinas elétricas
estáticas. A Figura 1, a seguir, representa um transformador, e o fluxo no núcleo é dado
pela equação .
Figura 1 - Representação de transformador real
Fonte: Adaptada de Chapman (2013).
CHAPMAN, S. J. Fundamentos de máquinas elétricas. 5. ed. Tradução de Anatólio Laschuk. Porto
Alegre: AMGH, 2013.
#PraCegoVer: a figura apresenta o modelo com núcleo ferromagnético envolvido. É possível ver os
enrolamentos primário e secundário dispostos nas partes de laterais do núcleo, que possui duas
pernas, de forma que o lado primário (Np) possui dois terminais ao lado esquerdo, e o lado
secundário (Ns) possui dois terminais ao lado direito. Há um fluxo M percorrendo o núcleo no sentido
anti-horário.
Considerando o transformador mencionado, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) Se houver 120 espiras no núcleo do enrolamento primário, a tensão induzida no
terminal de entrada será Wb.
II. ( ) Se Wb, Wb e , a relação
de transformação será .
III. ( ) Se houver 100 espiras no núcleo do enrolamento secundário, a tensão induzida
no terminal de entrada será de Wb.
IV. ( ) Se a tensão induzida no terminal secundário for Wb, o
número de espiras no enrolamento secundário será de 135.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.