ATIVIDADE PRATICA 1_ENSAIOS

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
ANDRÉ LUIS MACAGNAN 
ABEL MACHADO COUTINHO FILHO 
LETICIA NEVES DOS SANTOS 
 
 
 
 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DOS ENROLAMENTOS E DA 
RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA 1 
 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2016 
1 OBJETIVO GERAL 
Avaliar a resistência elétrica dos enrolamentos de um transformador 
através do método indireto de determinação de resistência, bem como a 
resistência de isolamento entre os seus enrolamentos, e entre estes e a carcaça 
deste transformador. 
 
 
2 REFERÊNCIAL TEÓRICO 
 
 De acordo com BOYLESTAD (2004, p. 25), quando uma corrente elétrica 
percorre qualquer material condutor, inevitavelmente ocorrem colisões entre os 
elétrons que compõe essa corrente elétrica e o núcleo dos átomos do condutor. 
Quando ocorre esta colisão, parte da energia cinética do elétron é transferida 
para o átomo do material condutor, que irá absorver parte desta energia na forma 
de energia térmica. Portanto, as colisões fazem com que os átomos do material 
condutor vibrem mais, e consequentemente aumentem sua temperatura. A este 
fenômeno dá-se o nome de Efeito Joule. 
 Portanto, ao ser percorrido por uma corrente elétrica, todo material 
condutor, irá oferecer uma resistência elétrica a passagem desta corrente. Para 
HALLIDAY (2003), ao ser percorrida por uma corrente elétrica de intensidade “i”, 
e ser submetido a uma diferença de potencial entre seus terminais de 
intensidade “V”, um material condutor oferecerá uma resistência elétrica, cuja 
magnitude pode ser calculada pela equação abaixo: 
 
𝑅 =
𝑈
𝑖
 (1) 
 
 R = resistência do material (𝜴); 
 U = diferença de potencial (V); 
 I = corrente elétrica (A); 
 
As perdas associadas ao efeito joule tem relação direta com a eficiência 
dos transformadores e seus rendimentos. Elas se apresentam principalmente no 
núcleo e nos enrolamentos e são expressas em watts. As perdas provocam o 
aquecimento das diversas partes do equipamento: núcleo, enrolamentos e óleo, 
quando a parte ativa (núcleo e enrolamentos) está imersa em óleo, além de 
causarem uma queda da tensão interna destes. Portanto, torna-se 
extremamente importante avaliar como se dão estas perdas e qual a intensidade 
com que ocorrem. Para tal, é recomendado que se façam ensaios elétricos nos 
equipamentos. 
Para se determinar a resistência elétrica dos enrolamentos dos 
transformadores, podem ser utilizados três métodos de medição: Ponte de 
Wheatstone, Ponte de Kelvin e Método Indireto. Os métodos da Ponte de 
Whwtstone e de Kelvin consistem em associar um conjunto de resistores a um 
galvanômetro, e com esta associação, determinar a resistência do enrolamento 
medido, quando este galvanômetro encontrar-se em equilíbrio. De uma maneira 
mais simples, podemos determinar a resistência dos enrolamentos aplicando 
uma tensão contínua aos seus terminais, e medir a corrente elétrica circulante 
(método indireto). Através da Equação 1, determina-se a resistência associada. 
Outra resistência a se determinar nos ensaios é a resistência de 
isolamento. Quando um material isolante separa dois condutores sob influência 
de uma diferença de potencial, aparecem correntes de fuga. A resistência de 
isolamento corresponde à resistência que o isolante oferece à passagem dessa 
corrente de fuga, a qual pode circular através da massa isolante ou pela sua 
superfície. 
Para a determinação da resistência de isolamento é utilizado um 
equipamento chamado de Megômetro. Seu princípio de funcionamento consiste 
em geração e aplicação de uma tensão que pode variar de 500 até 15 mil V em 
um equipamento, fazendo então a leitura do fluxo de corrente entre duas partes 
do equipamento. 
 
3. DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL 
 
 Para a determinação da resistência dos enrolamentos do transformador a 
ser ensaiado, iremos nos utilizar do método indireto, em que uma tensão 
contínua será aplicada aos terminais deste enrolamento, e, medindo a corrente 
elétrica determinaremos a sua resistência, conforme ilustra a figura 1. 
 
 
Figura 1: Método indireto - determinação da resistência do enrolamento. 
 
 Para a determinação da resistência de isolamento, utilizaremos o 
megômetro, cujas ligações irão variar conforme a medição, mas, ilustramos 
através da Figura 2, como são feitas as ligações de seus terminais, quando se 
deseja medir a resistência de isolamento existente entre a carcaça do 
transformador e um de seus enrolamentos. 
 
 
Figura 2 - Medição da resistência de isolamento entre enrolamento e carcaça de um transformador. 
3.1 PROCEDIMENTOS 
3.1.1 Medição da resistência dos enrolamentos de um transformador 
monofásico: 
 3.1.1.1 Através do método indireto, medir a resistência dos enrolamentos 
do transformador monofásico marca “Trafo”. 
 Aplicando corrente contínua nos terminais do transformador 
desenergizado a serem medidos obtivemos os seguintes resultados conforme a 
tabela abaixo: 
 
Enrolamentos Vdc (Volts) Idc (Ampere) Resistencia (ohms) 
H1-H3 0,8 1,85 0,432432432 
H2-H4 0,8 1,84 0,434782609 
X1-X3 0,8 1,85 0,432432432 
X2-X4 0,7 1,85 0,378378378 
 
Tabela1: Medição de corrente e tensão pelo método indireto. 
 
3.1.1.2 Correção do valor medido para a temperatura de trabalho: 
 a) Correção através da fórmula: 
 Rcorr = Rméd. x (234,5 + Tt) / (234,5 + Ta) 
 Ta = Temperatura ambiente 
 Tt = Temperatura de trabalho = 75° para classe A e B (130°) ou 
 115° para classe F e H(155°) 
 
Enrolamentos Resistencia corrigida(Ohms) 
H1-H3 0,517747922 
H2-H4 0,520561769 
X1-X3 0,517747922 
X2-X4 0,453029432 
 
Tabela2: Valor corrigido para a temperatura de trabalho. 
3.1.1.3 Determinação do erro % 
Enrolamentos Erro(%) 
H1-H3 19,72920696 
H2-H4 19,72920696 
X1-X3 19,72920696 
X2-X4 19,72920696 
Tabela 3: Erro sobre os valores medidos. 
3.1.2 Medição da resistência do Isolamento: 
3.1.2.1 Com o auxilio do megohmetro de 500 V avaliarmos a resistência dos 
isolamentos, quanto à resistência mínima (ABNT); pelo fabricante; Índice de 
absorção e índice de polarização: 
 a) Entre enrolamento e carcaça: 
 Para isso conectamos o E(earth ou terra) do megohmetro à carcaça e o 
L(line) do mesmo aos enrolamentos do transformador. Neste procedimento 
como todos os componentes estão conectados o G do megohmetro ficará em 
aberto. 
 Dados obtidos: 
 
Tabela 4: Resistencia do Isolamento 
 b) Entre enrolamento primário e secundário: 
Neste procedimento conectamos o terminal E do megohmetro aos 
enrolamentos do primário o L ao secundário e o G anteriormente não usada a 
carcaça. 
Dados obtidos: 
Tempo Resistencia medida 
30 s 383 MΩ 
60 s 393 MΩ 
10 min 726 MΩ 
Tabela 5: Resistência entre o primário e secundário do transformador 
 
Tempo Resistencia de Isolamento 
30 s 66 MΩ 
60 s 60 MΩ 
10 min 46 MΩ 
 
 3.1.2.2 Correção do valor para a temperatura de trabalho 
 Utilizando o gráfico nos dado coletamos um fator de correção igual a 0,4, 
portanto os valores corrigidos ficam conforme tabela abaixo: 
 a) Entre enrolamento e carcaça: 
Tempo Resistencia Corrigida 
30 s 26,4 MΩ 
60 s 24 MΩ 
10 min 18,4 MΩ 
 Tabela 6: Valores corrigido com fator de correção. 
 
 b) Entre enrolamento do primário e secundário: 
Tempo Resistencia corrigida 
30 s 153,2 MΩ 
60 s 157,2 MΩ 
10 min 290,4 MΩ 
Tabela 7: Valores corrigido com fator de correção3.1. 3 Calculo de Índice de Absorção (Ia) e Índice de Polarização (Ip). 
 Para o calculo do Ia pega-se a leitura a 60 s e divide-se pela leitura a 30s. 
Já para o calculo do Ip se pega a leitura a 10 min e divide-se pela leitura 60s. 
Com isso obtivemos os seguintes valores: 
a) Entre enrolamentos e carcaça: 
 Ia = 0,9 
 Ip = 0,766 
b) Entre enrolamento primário e secundário: 
 Ia = 1,026 
 Ip = 1,844 
 
3.2 EQUIPAMENTOS 
 Cabos de conexões com engate fácil (diversos) 
 Transformador monofásico 
 Multímetro Digital Cat. II 600V (usado como Voltímetro) 
 Multímetro Digital Cat. II 600V (usado como Amperimetro) 
 Megohmetro 
 
4. RESULTADOS E DISCUSÕES 
 
Na primeira etapa do procedimento foram realizadas as medições entre os 
enrolamentos do transformador. Os valores obtidos foram muito próximos entre 
eles, para Vdc em torno de 0,8 V, os valores de Idc em torno de 1,85 A e também 
para a resistência dos enrolados obteve-se um valor em torno de 0,43 ohms. Os 
valores foram todos próximos entre eles como pode ser observado na tabela 01 
e dentro do esperado. Na segunda etapa do procedimento foi realizado o cálculo 
para determinar qual deveria ser o valor corrigido para as resistências de 
enrolamento devida a temperatura de trabalho e temperatura ambiente. De 
acordo com os cálculos obtidos a resistência dos enrolamentos deveria ser em 
torno de 0,09 ohm maior do que os valores que foram aferidos. No entanto 
quando a etapa de cálculo do erro foi realizada observou-se um erro de 19,7%, 
um valor muito acima dos 5% toleráveis, o que deixa evidente que os valores 
obtidos não são confiáveis. 
Para esta outra etapa do procedimento foi avaliada a resistência do enrolamento 
com o auxílio do megohmetro de 500 V, quanto a resistência mínima. Na 
medição realizada entre o enrolamento e a carcaça nos primeiros 30 s valor 
obtido foi de 66 Mega ohm, já em 60 segundos o valor obtido foi de 60 Mega 
ohms, agora só para o tempo de 10 minutos que obteve-se estabilidade do 
sistema e encontrou-se o valor de 46 Mega ohms. E para a medição realizada 
entre os enrolamentos primário e secundário nos primeiros 30 s valor obtido foi 
de 383 Mega ohm, já em 60 segundos o valor obtido foi de 393 Mega ohms, 
agora só para o tempo de 10 minutos que obteve-se estabilidade do sistema e 
encontrou-se o valor de 726 Mega ohms. Então depois de realizar essas 
medições foi feita a correção dos valores para a temperatura de trabalho. O fator 
de correção obtido graficamente, considerando uma temperatura de 24°C, foi de 
04. Todos os valores obtidos nas tabelas 4 e 5 foram multiplicados pelo fator de 
correção, então obteve-se os novos valores, que estão nas tabelas 6 e 7. Com 
isso obtivemos valores inferiores. 
 
5. CONCLUSÕES 
 
Para se avaliar a resistência elétrica dos enrolamentos de um 
transformador através do método indireto de determinação de resistência, bem 
como a resistência de isolamento entre os seus enrolamentos, e entre estes e a 
carcaça deste transformador não basta apenas realizar a medição dos valores, 
é também necessário apurar os valores de erro obtidos para avaliar a confiança 
das aferições realizadas, assim como também realizar cálculos com fator de 
correção, obtendo-se assim melhores valores e avaliação do equipamento. 
 
 
6. REFERÊNCIAS 
 
BOYLESTAD, Robert L. Introdução a Análise de Circuitos Elétricos. 10. ed. 
Rio de Janeiro: Prentice Hall, 2004. 
HALLIDAY, D., RESNICK, R., KRANE, K.S., Física. v. 3, Rio de Janeiro: LTC 
Ltda, 2003. 
Megômetro, disponível em http://docslide.com.br/documents/artigo-energia-
solar-termica.html acesso: Abril, 2016.