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Faculdade Estácio do Recife 2a Lista de Exercícios de Conversão Eletromecânica de Energia 1) O lado de alta tensão de um transformador abaixador tem 800 espiras e o lado de baixa tem 100 espiras. Uma tensão de 240 V é aplicada ao lado de alta tensão e uma impedância de carga de 3 Ω é ligada ao lado de baixa tensão. a) A corrente e a tensão secundária. b) A corrente primária. c) A impedância da carga no lado de alta tensão. 2) Um transformador abaixador, figura 1, de 500 kVA, 60 Hz, 2300/230 V, tem os seguintes parâmetros: r1 = 0,1 Ω, XL1 = 0,3 Ω, r2 = 0,001 Ω , XL2 = 0,003 Ω. Quando o transformador é usado como abaixador e está com carga nominal, calcule: a) As correntes primária e secundária. b) As impedâncias de dispersão primária e secundária. c) As quedas de tensões nas impedâncias de dispersão primária e secundária. d) As fem induzidas primária (E1) e secundária (E2), imaginando-‐se que as tensões nos terminais e induzidas estão em fase. Figura 1 – Transformador real 3) Para o transformador dado no exercício 2, sabendo-‐se que a impedância da carga ZL = 0,1 Ω referida ao secundário. Calcule: a) A resistência equivalente de dispersão referida ao primário (Req = Re1 = r1 + r’2). b) A reatância equivalente de dispersão referida ao lado primário (Xeq = Xe1 = XL1 + X’L2). c) A impedância da carga referida ao primário. d) Após a solução das alternativas a), b) e c), desenhe o circuito com os elementos referidos ao lado primário e calcule a corrente primária de carga se a fonte é de 2300 V. 4) Um transformador abaixador de 20 kVA, 2300/230 V, é ligado conforme mostra a figura 2, como lado de baixa tensão curto-‐circuitado. Os dados lidos no lado de alta tensão são: Leitura do wattímetro = 250 W Leitura do voltímetro = 50 V Leitura do amperímetro = 8,7 A Profa. Jordana Figura 2 – Ligações típicas de instrumentos para o ensaio de curto-‐circuito Calcule: a) A impedância de dispersão (reatância e a resistência equivalente) referidas ao lado de alta tensão. b) A impedância de dispersão (reatância e a resistência equivalente) referidas ao lado de baixa tensão. c) A regulação de tensão a fator de potência unitário. d) A regulação de tensão a fator de potência 0,7 atrasado. 5) Um transformador de distribuição de 500 kVA, 2300/208 V, 60 Hz teve seus testes de aceitação constando de um ensaio a vazio e um de curto circuito, antes de se colocado em serviço como transformador abaixador. A partir dos ensaios, devem-‐se calcular sua regulação e seu rendimento. Os dados obtidos dos ensaios são: A vazio: V0 = 208 V, I0 = 85 A, P0 = 1800 W Curto-‐circuito: Vcc = 95 V, Icc = 217,5 A, Pcc = 8,2 kW Dos dados acima, calcule: a) A resistência equivalente referida ao lado de alta e baixa tensão. b) A resistência do enrolamento do lado de baixa tensão apenas. c) As perdas nos enrolamentos de alta e baixa tensão. d) As perdas no núcleo do transformador. 6) Três resistências de 20 Ω cada estão ligadas em Y a uma linha trifásica de 240 V funcionando com um FP de uma unidade (figura 3 (a)). Calcule (a) a corrente através de cada resistência, (b) a corrente de linha, e (c) a potência consumida pelas três resistências. (a) (b) Figura 3 – (a) Carga ligada em Y; (b) Carga ligada em Δ 7) Repita o Exercício 6 para o caso em que as três resistências são religadas em triângulo (figura 3 (b)). 8) O secundário de um transformador trifásico ligado em Y tem um sistema de quatro fios ABC de 208 V (figura 4). Deverão ser ligadas em cada fase 30 lâmpadas, cada uma de 120 V e 2 A. Determine a potência admitida para cada fase e a potência consumida pelo sistema. (Suponha que as lâmpadas sejam resistivas). Figura 4 – Ligações da carga para um circuito trifásico equilibrado 9) Um sistema trifásico de três fios tem uma corrente de linha de 25 A e uma tensão de linha de 1000 V. O fator de potência da carga é de 0,866 indutivo. Calcule (a) a potência real liberada (b) a potência reativa, (c) a potência aparente, e (d) desenhe o triângulo de potência. Gabaritos 1) (a) I2 = 10 A e V2 = 30 V; (b) I1 = 1,25 A, (c) Z1 = 192 Ω 2) (a) I2 = 2175 A; I1 = 217,5 A; (b) Z2 =0,00316/71,57o Ω ; Z1 = 0,316/71,57o Ω; (c) Vz1 = 68,8 /71,57o V; Vz2 = 6,88 /71,57o V; (d) E1 = 2231,2 V; E2 = 236,88 V 3) (a) Req,A = 0,2 Ω ; (b) Xeq,A = 0,6 Ω; (c) ZL,primário = 10 Ω; (d) IA = 225,05 /-‐3,37o A 4) (a) Zeq,1 = 5,75 Ω, Req,1 = 3,3 Ω, Xeq,1 = 4,71 Ω; (b) Zeq,2 = 0,0575 Ω, Req,2 =,033 Ω, Xeq,2 = 0,0471 Ω; (c) Reg,FP=1 = 2,17%; (d) Reg,FP=1 = 1,53% 5) (a) Req,1’ = 0,001417 Ω (no lado de baixa tensão); (b) 7,1 x 10–4 Ω; (c) Penrol = 8184 W; (d) Pperdas_núcleo = P0 = 1800 W 6) (a) 6,94 A, (b) 6,94 A, (c) 2890 W 7) (a) 12 A, (b) 20,8 A, (c) 8640 W 8) Pf = 2400 W, PT = 7200 W 9) (a) P = 37,5 kW, (b) Q = 21,6 kVAR, (c) S = 43,3 kVA
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