Transformadores: circuitos, parâmetros e ensaios

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CONVERSÃO 
ELETROMECÂNICA DE 
ENERGIA I
PROF. ENG. MÁRCIO BELLONI
PROF.BELLONI@GMAIL.COM
AULA 2
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Conteúdo
 2 - TRANSFORMADORES
 2.1 Transformador ideal
 2.2 Circuitos equivalentes para transformadores reais
 2.3 Medida dos parâmetros
 2.4 Rendimento e regulação
 2.5 Transformadores para sistemas trifásicos
 2.6 Autotransformadores
 2.7 Transformadores de corrente e de potencial
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Transformadores
Transformador Monofásico
Dispositivo elétrico que através da indução eletromagnética, transforma tensão e 
corrente alternadas entre dois ou mais enrolamentos, com a mesma frequência, em 
valores de tensões e correntes iguais 
ou diferentes.
A relação de potências do 
transformador ideal é,
PS = PP , ou seja, VS.IS = VP.IP
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Transformadores
Transformadores com mais de um Secundário:
• Quando existe mais de um secundário, a
potência absorvida da rede pelo
primário é a soma das potências fornecidas em
todos os secundários.
• P1=P21+P22+.......+Pnm (P1 , pot absorvida e
P21, P22, , pot fornecida)
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Transformadores
Verifica-se que o resultado da relação NS/NP é o
mesmo da relação VS/VP.
• Logo, pode-se escrever:
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𝑉𝑠
𝑉𝑝
=
𝑁𝑠
𝑁𝑝
Transformadores
Circuito Equivalente do Transformador (Fitzgerald)
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Os parâmetros são: 
Xm = reatância indutiva de magnetização; 
Rc = resistência de magnetização que retrata as 
perdas do ferro; 
R1 = resistência do enrolamento primário; 
X1 = indutância do enrolamento primário; 
R ´2 = resistência do enrolamento secundário 
refletida; 
X´2 = indutância do enrolamento secundário 
refletida.
Transformadores
Perdas no Transformador Perdas no Cobre 
• Perdas na resistência ôhmica dos enrolamentos; 
• Perdas parasitas no condutor dos enrolamento.
Perdas no Ferro (Núcleo Magnético) 
• Perdas por histerese – são causadas pelas propriedades dos materiais 
ferromagnéticos de apresentarem um atraso entre a indução magnética e o 
campo magnético; 
• Perdas por correntes parasitas – são geradas pela circulação de correntes 
parasitas causadas pelo fluxo variável induzido no material ferromagnético( 
chapas finas isoladas diminuem as perdas).
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Transformadores
Rendimento no Transformador 
O rendimento é a relação entre a potência entregue no secundário e a potência 
absorvida no primário. 
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𝜂 =
𝑃𝑠
𝑃𝑝
=
𝑈𝑠. 𝐼𝑠
𝑈𝑠. 𝐼𝑠 + 𝑃𝑐𝑢 + 𝑃𝑓𝑒
Transformadores
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Os Ensaios nos Transformadores Determinam suas 
Grandezas 
• Verificação da isolação; 
• Determinação da relação de transformação; 
• Ensaio em vazio; 
• Ensaio em curto-circuito.
Transformadores
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Verificação da Isolação 
Com a utilização de um Megômetro medir: 
• Isolação entre primário e carcaça; 
• Isolação entre primário e secundário; 
• Isolação entre secundário e carcaça; 
• Compare os resultados com as especificações do 
fabricante.
Transformadores
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Transformadores Trifásicos 
• A transmissão de energia elétrica só é 
economicamente viável se realizada em altas 
tensões e para obter níveis adequados de 
tensão são utilizados os transformadores 
trifásicos
Transformadores
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Transformadores
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Transformadores
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* Corrente Contínua CC
* Corrente Alternada CA
Transformadores
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Transformadores
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Relações ao gráfico da função senoidal:
- Período: T
Tempo necessário para se percorrer um ciclo
- Freqüência: f = 
1
𝑇
Ciclos por segundo ou Hz
- Frequência Angular: ω = 2 π f
Transformadores
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Razões para Geração, Transmissão e Distribuição em CA
• Pela mesma razão antes exposta, a alimentação por CA é encontrada em qualquer 
instalação elétrica residencial, comercial ou industrial; 
• A transformação de CA em CC (retificação) é simples, barata e eficiente; a transformação 
inversa (CC em CA, chamada inversão) já é mais elaborada e tem maior custo; 
• Os motores alimentados por CA são mais baratos e são usados em praticamente todas as 
aplicações de força-motriz;
• A alimentação em CA permite o uso de transformadores, com os quais se podem alterar 
níveis de tensão ou corrente para quaisquer valores.
• Para transmitir a mesma potência, as redes trifásicas usam condutores de menor bitola que as 
monofásicas; 
• Redes trifásicas criam campos magnéticos giratórios, utilizados pelos motores de indução 
trifásicos, que são os mais baratos e robustos de todos os motores elétricos.
CONVERSÃO 
ELETROMECÂNICA DE 
ENERGIA I
EXERCÍCIOS
Transformadores
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1. Um transformador abaixador de 110 V para 6 V deverá alimentar no seu secundário 
uma carga que absorve uma corrente de 4,5 A. Qual será a corrente no primário?
Transformadores
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2. Um transformador elevador de 110 V para 600V absorve, no primário, uma 
corrente de 0,5 A. Que corrente está sendo solicitada no secundário?
Transformadores
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3. Um transformador elevador possui 100 espiras no seu primário de 120V. Para se obter uma saída de 
300V, qual o número de espiras precisa ter o seu secundário?
4. Um transformador de potencia com tensão nominal de 12,5k/240V possui uma corrente nominal no 
enrolamento de maior tensão de 50A. Determine a potencia em kVA e a corrente nominal no lado de 
menor tensão desse transformador.
Transformadores
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Qual é a amplitude, a freqüência, o período e a freqüência angular da senóide abaixo:
De acordo com o gráfico, sendo um gráfico de tensão, qual o valor da tensão de pico Vp e a 
tensão de pico a pico Vpp?