Lista 2 Transformadores

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Lista de Exercícios 2 – Conversão de Energia 
 
Aluno: _____ Turma: 6° Período 
Professor(a): Geraldo Leão Lana 
 
1) Explique, detalhadamente, como um transformador transfere energia elétrica do primário ao 
secundário e como o primário “percebe” uma variação de carga no secundário. 
 
Padrão de Resposta: 
No primário é aplicada uma fonte de tensão alternada, esta fonte produzirá uma corrente alternada 
que ao circular pelos enrolamentos produzirá um fluxo magnético alternado. Pela lei de Faraday, 
este fluxo alternado induzirá uma tensão no secundário. Quando uma carga é ligada ao secundário, 
de acordo com a lei de Lenz aparecerá um fluxo magnético de sentido oposto ao fluxo que lhe deu 
origem, aparecendo também uma corrente em seus enrolamentos. 
O primário “percebe” uma variação de carga no secundário através do aumento ou diminuição da 
corrente requisitada pela carga, que por consequência requisitará fluxo magnético e tensão ao 
primário que contrabalanceará esta variação. 
 
2) Por que o ensaio a vazio a realizado no lado de baixa tensão? Quais as medidas são realizadas? 
 
Padrão de Resposta: 
- Segurança; 
- Facilidade de medição: A tensão nominal pode ser medida com aparelhos mais simples. A corrente 
de excitação será igual a corrente a vazio que representa 2 a 6% da corrente nominal, como a 
corrente é baixa é melhor medir no lado de BT. 
 
São realizadas as medidas da corrente a vazio que é igual a corrente de excitação, perdas magnéticas 
(histerese e Foucault) e a tensão a vazio. 
 
3) Por que, no ensaio de curto-circuito, o lado de baixa tensão que é curto-circuitado e quais as medidas 
são realizadas? 
 
Padrão de Resposta: 
Facilidade de medição: Tensão de impedância baixa (2 a 12% da tensão nominal) e corrente nominal 
devido a baixa tensão. 
 
São realizadas as medidas da tensão de impedância, corrente nominal e perdas joulicas nos 
enrolamentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4) Para o sistema elétrico monofásico, representado abaixo, determine as perdas da linha de transmissão 
e a corrente de carga. (Obs.: as perdas dos transformadores são desprezíveis). 
 
 
Resolução 
 
 
 
5) Um transformador monofásico possui 1000 espiras no primário e 500 espiras no secundário. O 
enrolamento primário é conectado a uma fonte de 220 V e uma carga de 5 kVA é conectada ao 
secundário. Considerando o transformador ideal, calcule: 
 
a) A tensão na carga (R: 110 V) 
b) A impedância da carga (R: 2,42 Ω) 
c) A impedância da carga referida ao primário (R: 9,68 Ω) 
 
 
 
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6) Um transformador monofásico, 10 kVA, 220/110 V, 60 Hz é alimentado por uma fonte de 220 V. A 
corrente na carga impõe um fator de potência 0,8 adiantado. Considerando o transformador ideal 
determine: 
 
a) A potência aparente da carga (R: 10 kVA) 
b) A impedância da carga (R: 1,21∟-36,87º Ω) 
 
7) Um transformador monofásico, 100 kVA, 1000/100 V apresentou os seguintes resultados de ensaios: 
Ensaio a vazio: (100 V; 6 A; 400 W) 
Ensaio de curto-circuito: (50 V; 100 A; 1800 W) 
Calcule os parâmetros e desenhe o circuito equivalente do transformador referido ao lado BT e ao lado 
AT. 
(Resposta: RCL = 25 Ω; ICL = 4 A; IML = 4,47 A; XML = 22,37 Ω; RCH = 2500 Ω; XMH = 2237 Ω; ReqH = 
0,18 Ω; ZeqH = 0,5 Ω; XeqH = 0,4665 Ω) 
 
8) Um transformador monofásico, 10 kVA, 2400/120 V, 60 Hz apresenta os seguintes parâmetros no 
circuito equivalente: 
ZeqH = 5 + j25 Ω; RCH = 64 kΩ; XMH = 9,6 kΩ 
Calcule os resultados do ensaio a vazio (V0; I0; P0) e do ensaio de curto-circuito (VCC; ICC; PCC). 
(Resposta: V0 = 120 V; I0 = 5,056 A; P0 = 90 W; VCC = 106,3 V; ICC = 4,17 A; PCC = 86,94 W) 
 
9) Um sistema elétrico monofásico consiste de um gerador de 480 V; 60 Hz alimentando uma carga ZC 
= 4 + j3 Ω através de uma linha de transmissão de impedância ZL = 0,18 + j0,24 Ω. Os diagramas 
mostrados abaixo representam as duas propostas para a instalação deste sistema. Do ponto de vista do 
custo operacional, demonstre qual a melhor solução. (Obs.: as perdas dos transformadores são 
desprezíveis). 
 
 
 
Resolução 
 
 
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10) A placa de um transformador monofásico de 25 MVA e 60 Hz indica que ele possui uma tensão 
nominal de 8/78 kV. Um ensaio de curto-circuito indicou resultados de 4,63 kV; 321 A e 77,5 kW. Um 
ensaio de circuito aberto indicou resultados de 8 kV; 39,6 A e 86,2 kW. 
a) Calcule a impedância em série equivalente do transformador referida aos terminais de alta tensão; 
R: 0.75 + j14.1 Ω 
b) Calcule a impedância em série equivalente do transformador referida aos terminais de baixa tensão; 
R: 7.9 + j148 mΩ