Atividade 1 Unidades de Estudo 1 e 2 - CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA

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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:
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.
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:
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.
As lâmpadas fluorescentes são equipamentos muito úteis em nosso cotidiano. Para iniciarem seu funcionamento, elas necessitam de um impulso elétrico para começar a emitir luz — um equipamento que podemos utilizar para realizar essa função é o reator. 
 
Sobre o funcionamento dos reatores, assinale a alternativa correta.
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: 
Uma engenheira eletricista está responsável pela manutenção de um transformador monofásico real de 80 kVA e tensão nominal 1100/110 V. Antes de iniciar os serviços, ela realizou um ensaio de circuito vazio no lado de baixa tensão e obteve os seguintes resultados: 110 V, 2 A e 75 W.
 
Em relação ao ensaio vazio executado, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O módulo da admitância de excitação a partir dos parâmetros do ensaio é 
II. O fator de potência neste ensaio será 0,34 atrasado. 
III. O módulo da admitância de excitação a partir dos parâmetros do ensaio é .
IV. O fator de potência neste ensaio será 0,34 adiantado. 
 
É correto o que se afirma em:
Os transformadores são dispositivos que fazem a conversão da potência elétrica através da ação do campo magnético gerado. Naturalmente, não é possível construir os transformadores ideais; assim, apenas os transformadores reais podem ser construídos.
 
Em relação aos transformadores reais, analise as afirmativas a seguir.
 
I. Em um transformador real, podemos considerar que o fluxo concatenado total através de uma bobina é simplesmente o produto entre número de espiras e o fluxo. 
II. Para converter um transformador real em um transformador ideal, uma das condições é que não haja correntes parasitas e nem histerese no núcleo do transformador.
III. A corrente necessária para produzir fluxo no núcleo ferromagnético de um transformador consiste somente na corrente de magnetização.
IV. A tensão induzida em um transformador real é a relação da variação do fluxo concatenado na bobina pelo tempo. 
 
É correto o que se afirma em:
Com o intuito de determinar o circuito equivalente de um transformador com especificações nominais de 24 kVA e 1100/110 V, foi realizado um ensaio de curto-circuito. Os instrumentos de medição no lado de alta tensão e no lado de baixa tensão em curto obtiveram os seguintes valores: 24 V, 10 A e 200 W.
 
Com base no ensaio realizado, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O módulo da impedância em série do lado de alta tensão é 2,4 Ω.
II. A resistência equivalente do lado de baixa tensão do transformador é 2 Ω.
III. O cosseno do ângulo desse fasor a partir do fator de potência é 0,83.
IV. A resistência equivalente do lado de alta tensão dotransformador é 2 Ω.
 
É correto o que se afirma em:
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: