Aula3_Perdas_Transformador_Atividade

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<p>Máquinas Elétricas</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Introdução</p><p>MQ2_4</p><p>Aula 2</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Transformador com Perdas (Real)</p><p>Ao contrário do transformador ideal, os transformadores reais apresentam perdas que devem ser consideradas,</p><p>pois nem todo o fluxo está confinado ao núcleo, havendo fluxo de dispersão nos enrolamentos.</p><p>Da mesma forma, há perdas ôhmicas nos enrolamentos e há perdas magnéticas (histerese magnética) no</p><p>núcleo:</p><p>1. Perdas no cobre: resultam da resistência dos fios de cobre nas</p><p>espiras primárias e secundárias. As perdas pela resistência do cobre</p><p>são perdas sob a forma de calor (Perdas Joule) e não podem ser</p><p>evitadas.</p><p>2. Perdas no ferro:</p><p>• Por histerese: energia transformada em calor na reversão da</p><p>polaridade magnética do núcleo transformador.</p><p>• Por correntes parasitas: quando uma massa de metal condutor se</p><p>desloca num campo magnético, ou é sujeita a um fluxo</p><p>magnético móvel, circulam nela correntes induzidas. Essas correntes</p><p>produzem calor devido às perdas na resistência do ferro (perdas por</p><p>correntes de Foucault).</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Perdas no Núcleo</p><p>Quando um núcleo de material ferromagnético é sujeito a uma densidade de fluxo magnético variável no tempo,</p><p>existem duas causas de perdas de potência na forma de calor no núcleo.</p><p>• Perdas por correntes parasitas (correntes de Foucault)</p><p>• Perdas por histerese</p><p>Perdas por correntes parasitas (correntes de Foucault)</p><p>Correntes parasitas: são correntes induzidas no material ferromagnético (núcleo) devido à ação do campo</p><p>magnético variável que atravessa o núcleo (Lei de indução de Faraday).</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Perdas no Núcleo</p><p>Perdas por correntes parasitas (correntes de Foucault) : Como minimizá-las?</p><p>(a) Os núcleos de material ferromagnético são montados com chapas finas (folhas) com uma camada isolante</p><p>entre as laminações sucessivas (núcleo laminado), de forma a aumentar a resistência às correntes parasitas.</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Perdas no Núcleo</p><p>Perdas por histerese</p><p>Quando o material magnético é submetido a um campo magnético alternado, os dipolos magnéticos se atritam</p><p>para inverter sua polaridade norte-sul em cada ciclo.</p><p>Este atrito constante aquece o material ferromagnético, gerando perdas por calor. Essas perdas são</p><p>denominadas perdas por histerese.</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Modelo Equivalente do Transformador (Ideal)</p><p>Onde:</p><p>R1, R2: resistência das bobinas, [Ω];</p><p>X1, X2: indutância de dispersão, [Ω];</p><p>Rc: perdas no ferro, [Ω];</p><p>Xm: reatância de magnetização, [Ω].</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Transformador operando em vazio</p><p>Transformador operando com carga</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Rendimento de um Transformador</p><p>A eficiência de um transformador é igual a relação entre potência ativa de saída do enrolamento secundário “PS”</p><p>e a potência ativa de entrada do enrolamento primário “PP”.</p><p>Um transformador ideal tem rendimento 100% porque ele libera toda a energia que recebe. Na prática o</p><p>rendimento é menor que 100% devido as perdas no cobre e no aço silício.</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Exemplo: Um transformador tem rendimento de 90% quando conectado a uma rede de 220 V e fornece 198 W</p><p>para a carga na secundário. Calcule a potência de entrada no enrolamento primário, as perdas e a corrente no</p><p>primário.</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Exemplo: Um transformador tem rendimento de 90% quando conectado a uma rede de 220 V e fornece 198 W</p><p>para a carga na secundário. Calcule a potência de entrada no enrolamento primário, as perdas e a corrente no</p><p>primário.</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Regulação de Tensão</p><p>Indica em percentual a variação da tensão do secundário em vazio e na condição quando o mesmo é submetido</p><p>a carga, ou ainda quando uma carga apresenta uma condição variável trabalhando dentro das características</p><p>nominais.</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Exercícios de fixação:</p><p>1- Com 2500 espiras e uma tensão de 127 volts no lado primário de um transformador, o lado secundário</p><p>possuirá uma tensão de 12 volts, pede-se o número de espiras do lado secundário.</p><p>2- Um transformador possui no seu lado secundário 450 espiras e uma corrente de 55 Amperes. Qual será a</p><p>corrente no lado primário se este transformador possuir 4.500 espiras neste mesmo lado?</p><p>3- Um transformador monofásico ideal apresenta as grandezas instantâneas indicadas. Complete a tabela.</p><p>4- Um transformador monofásico é usado para abaixar a tensão de 240V para 12V alimentando uma lâmpada</p><p>de 12V/25W no secundário. O primário tem 300 espiras. Calcule:</p><p>a) O n° de espiras do secundário;</p><p>b) A corrente do secundário;</p><p>c) A corrente no primário;</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>Máquinas Elétricas– Transformador elétrico</p><p>MQ2_4</p><p>Exercícios de fixação:</p><p>5-Um transformador ideal com N1=500 espiras e N2=250 espiras alimenta uma carga resistiva de 10Ω. O</p><p>primário é alimentado por uma fonte de tensão senoidal dada por:</p><p>𝑉1 𝑡 = 220. 2 cos 377𝑡 𝑉 Determine:</p><p>a) A tensão no secundário;</p><p>b) A corrente na carga;</p><p>c) A corrente no primário;</p><p>d) A potência aparente fornecida ao primário;</p><p>e) A potência aparente consumida pela carga.</p><p>Técnico Integrado Eletrotécnica</p><p>EEN4</p><p>Eficiência Energética – Apresentação</p><p>FIM</p><p>Slide 1</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3</p><p>Slide 4</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6</p><p>Slide 7</p><p>Slide 8</p><p>Slide 9</p><p>Slide 10</p><p>Slide 11</p><p>Slide 12</p><p>Slide 13</p><p>Slide 14</p>