Buscar

Eletrotécnica 1 (Lab 1 Circuitos trifásicos equilibrados)

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 8 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 8 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

LABORATÓRIO DE ELETROTÉCNICA APLICADA 
 
EXPERIÊNCIA Nº 1 
CIRCUITOS TRIFÁSICOS EQUILIBRADOS 
 
A) OBJETIVOS: 
1 – Rever as relações de tensão, corrente, potência e diagramas de fasores em sistemas 
trifásicos. 
2 – Analisar o comportamento dos sistemas trifásicos para ligações ESTRELA e TRIÂNGULO. 
3 – Introduzir o Estudo do comportamento de redes, quando excitadas por fonte de sequência 
POSITIVA, NEGATIVA e ZERO. 
 
B) REVISÃO TEÓRICA: 
Na ligação do gerador e carga em estrela tem-se: 
 
As correntes de fase e de linha para o gerador e para a carga são idênticas, isto é: 
ܫ௅஺ = ܫி஺ ; ܫ௅஻ = ܫி஻; ܫ௅஼ = ܫி஼ 
Para sequência ⊕ ou ⊝. 
As tensões de linha podem ser obtidas das tensões de fase por: 
௅ܸ = √3|±30°| × ிܸ 
Onde o sinal ⊕ corresponde à sequência positiva e o sinal ⊝ à negativa. 
Assism tem-se, para sequência positiva (gerador e carga) 
஺ܸ஻ = ஺ܸே − ஻ܸே = √3|+30°| × ஺ܸே 
஻ܸ஼ = ஻ܸே − ஼ܸே = √3|+30°| × ஻ܸே 
஼ܸ஺ = ஼ܸே − ஺ܸே = √3|+30°| × ஼ܸே 
Equações correspondentes ao diagrama de fasores que segue: 
 
 Para a sequência negativa tem-se analogamente o diagrama de fasores e as equações 
abaixo: 
஺ܸி = √3|−30°| × ஺ܸே 
஻ܸ஼ = √3|−30°| × ஻ܸே 
஼ܸ஺ = √3|−30°| × ஼ܸே 
 
 Estando a carga perfeitamente equilibrada, alimentada por gerador simétrico, a soma 
das três correntes que afluem ao N’ é ZERO uma vez que estão defasadas de 120° entre si. 
 Da mesma forma é fácil ver que o potencial do ponto N é igual ao do ponto N’ e portanto 
a ligação de um fio entre os pontos N e N’ não altera nem as tensões nem as correntes do 
circuito. 
 Para a ligação da carga em triângulo tem-se: 
 
 As tensões de fase são idênticas às de linha (em módulo e fase). As correntes de linha se 
relacionam com as de fase da seguinte forma: 
 Para a sequência POSITIVA: 
ܫ஺஺ᇱ = ܫ஺ᇱ஻ᇱ − ܫ஼ᇲ஺ᇲ = √3|−30°| × ܫ஺ᇱ஻ᇱ 
ܫ஻஻ᇱ = ܫ஻ᇱ஼ᇱ − ܫ஺ᇲ஻ᇲ = √3|−30°| × ܫ஻ᇱ஼ᇱ 
ܫ஼஼ᇱ = ܫ஼ᇱ஺ᇱ − ܫ஻ᇲ஼ᇲ = √3|−30°| × ܫ஼ᇱ஺ᇱ 
 
 Para a sequência NEGATIVA: 
 
อ
ܫ஺஺ᇱ
ܫ஻஻ᇱ
ܫ஼஼ᇱ
อ = √3|+30°| อܫ஺ᇱ஻ᇱܫ஻ᇱ஼ᇱ
ܫ஼ᇱ஺ᇱ
อ 
 
 
C) DETERMINAÇÕES EXPERIMENTAIS 
C-1) Determinação do módulo e argumento das impedâncias (ܼ|߮|) que deverão ser ligadas em 
série com as resistências de 61Ω no item C-2. 
 Sabemos que ܼ = |ܼ||߮| = ܴ + ݆ܺ௅ e ainda |ܼ| = ௏ூ 
߮ = cosିଵ ܴ
ܼ
 
 
Portanto, obtendo-se |ܼ| pela medida da tensão e corrente na impedância, podemos obter 
ܺ௅ de duas maneiras: 
a) Medindo-se R em corrente contínua através de uma ponte de Weatstone, determina-
se ߮ que é o arco cujo cosφ ோ
௓
. Com o valor de ߮ , obtem-se sin߮ e é possível obter ܺ௅ =
ܼ × sin߮. 
b) Analogamente ao processo anterior, com a diferença de que o valor de cos߮ é obtido 
por medida direta. Assim tem-se: cos߮ → ߮ → sin߮ → ܺ௅ = ܼ × sin߮ 
 O segundo processo permite obter melhor precisão pois a medida de R com a ponte 
introduz maior erro que a leitura direta do cos߮. 
Montar o circuito abaixo 
 
- Estudar a posição do voltímetro (1, 2 ou 3) que introduz menor erro na leitura. 
- Para vários valores de tensão aplicada à impedância com a frequência constante, medir a 
corrente e o cos߮ (observar que a corrente nominal de Z não deve ser ultrapassada). 
- Determinar o valor da resistência ôhmica da impedância com corrente contínua, através de 
ponte de precisão. 
- Com as leituras obtidas, determinar o valor de ܺ௅ por dois processos diferentes e justificar em 
relatório possíveis afastamentos 
OBSERVAÇÃO: Para cada tensão aplicada, a indução B no núcleo da indutância varia, e portanto 
ܮ = ே²
ோ
 varia pois a relutância do circuito magnético varia (ߤ varia). Por essa razão é conveniente 
elaborar a tabela abaixo, que permite obter para cada valor de tensão aplicada, o respectivo 
valor de ܺ௅. 0 → 110 V (V) 
 I (A) 
 cos߮ 
Constante R (Ω) 
 
ܼ = ܸ
ܫ
 sin߮ obtido a partir da medida de 
R na ponte ܺ௅ = ܼ × sin(cosିଵ ܴܼ) (Ω) 
Com sin߮ obtido a partir da medida do cos߮ ܺ௅ = ܼ × sin߮ (Ω) 
C-2 A) LIGAÇÃO ESTRELA (Y) 
- Associar as impedâncias medidas no item anterior, em série com resistência de 61Ω obtida da 
caixa de resistências de carga. 
- Com as associações série RL de cada fase, montar um circuito trifásico em estrela alimentando 
essa carga por fonte trifásica simétrica a 3 fios. 
 
FONTE CARGA 
- Determinar experimentalmente: 
As tensões de fase na carga 
As tensões de linha na carga 
As correntes de fase e de linha 
O cos߮ de cada fase 
 
- Demonstre graficamente no relatório usando apenas as leituras dos voltímetros a relação de 
fase (30°) entre a tensão de fase e linha, e também a relação entre seus módulos. Como foi visto ܸ
௅ = √3|±30°| × ிܸ 
 
C-2 B) LIGAÇÃO ESTRELA A 4 FIOS ATERRADA ( ) 
- Interligar os pontos N e N’ montando um sistema trifásico a quatro fios e para essa nova ligação 
determine: 
A tensão ேܸேᇱ 
A corrente de neutro 
As correntes de fase e linha 
As tensões de fase e de linha 
 
 
OBSERVAÇÃO: Para as ligações dos itens C-2-A e C-2-B anteriores, construir no relatório o 
diagrama de fasores das tensões e correntes de fase e linha da carga. 
 
C-3) LIGAÇÃO TRIÂNGULO (∆) 
- Ligar a carga em triângulo como no esquema abaixo e alimentar com o mesmo sistema trifásico 
simétrico dos itens anteriores. 
- Determinar experimentalmente: 
As tensões de fase e linha na carga 
As correntes de fase e linha na carga 
O cos߮ de cada fase da carga 
- Demonstrar em relatório a relação entre as correntes de linha e de fase utilizando apenas as 
leituras do amperímetro. Para sequência positiva: 
ܫ௅ = √3|−30°| × ܫி 
- Construir em relatório um diagrama de fasores com tensões e correntes de fase e de linha na 
carga. 
 
C-4) RELAÇÃO ENTRE AS POTÊNCIAS ABSORVIDAS NA LIGAÇÃO ESTRELA E TRIÂNGULO 
- A potência ativa absorvida por cada fase de uma carga, para qualquer tipo de ligação é dada 
por ܲ ி஺ௌா = ிܸ × ܫி × cos߮ onde ߮ é o fator de potência da respectiva fase. Calcule a potência 
total absorvida pela carga nas ligações Y, e ∆ e compare. 
- Determine a relação entre a impedância de cada fase de uma carga, de modo que na ligação 
estrela e triângulo a potência total absorvida pela carga trifásica da fonte seja a mesma. 
 
C-5) COMPORTAMENTO DE UMA CARGA EM Y SEM ATERRAMENTO PARA ALIMENTAÇÃO DE 
SEQUÊNCIA POSITIVA, NEGATIVA E ZERO 
- Ligar 3 resistências de 122Ω em Y e alimentar pelo sistema trifásico anterior suposto de 
sequência positiva, como indicado na figura que segue: 
 
- Medir a corrente e a tensão de uma das fases e obter |ܼ| que é a impedância à passagem da 
corrente de sequência positiva. |ܼ| = ிܸ
ܫி
 
- Inverter a sequência de fases da fonte e repetir as leituras, obtendo novamente |ܼ| que é a 
impedância à passagem da corrente de sequência negativa. 
- Alimentar as cargas por uma fonte de tensão de sequência ZERO e repetir as leituras. Lembrar 
que a fonte de sequência zero é um conjunto de 3 tensões iguais em módulo e fase; valendo, 
portanto, o raciocínio abaixo: 
 
 
Como a fonte é de sequência ZERO, as tensões ஺ܸே, ஻ܸே E ஼ܸே são iguais em módulo e fase. 
Assim os pontos A, B e C estão ao mesmo potencial e portanto tem-se: 
 
 
C-6) COMPORTAMENTO DE UMA CARGA LIGADA EM Y QUANDO ALIMENTADA POR SEQUÊNCIA 
POSITIVA, NEGATIVA E ZERO 
- Interligar os pontos N e N’ e repetir os 3 ensaios anteriores, isto é, medir a tensão e a corrente 
de fase na carga quando alimentada por sequência positiva, negativa e zero. 
- Determinar novamente |ܼ| para as 3 sequências respectivamente impedância à passagem da 
corrente de sequência positiva, negativa e zero. 
D) RELATÓRIO 
Do relatório deverão constar: 
D-1) Dados gerais: 
D-1-1) Os esquemas dos circuitos e os equipamentos utilizados, indicando suas características 
(marca, número, tipo, fundo de escala, classe de precisão)D-1-2) Os valores medidos para todas as ligações 
D-2) Valores calculados: 
D-2-1) Utilizando-se os valores medidos da tensão de linha e impedância, calcular os valores das 
correntes de linha e de fase. Compará-los com os valores medidos. 
D-2-2) Utilizando-se os valores medidos da tensão e da corrente de linha e ainda do cos߮ da 
carga, determinar as demais grandezas e compará-las com as medidas. 
D-2-3) Desenhar os diagramas de fasores para todos os casos. 
D-2-4) Justificar todas as distorções entre os valores medidos e esperados teoricamente. 
 
OBSERVAÇÃO: Antes de cada medida, verifique se os aparelhos usados são adequados à sua 
realização. Habitue-se a prever teoricamente o resultado e escolher corretamente os fundos de 
escala dos aparelhos. Verifique sempre os limites de potência permissíveis em todos os 
equipamentos.

Outros materiais