Atividade Prática

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
DISCIPLINA – MÁQUINAS ELÉTRICAS 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNO: ROGÉRIO CAMINHA ALVES 
RU: 1196682 
 
PROFESSORA: PRISCILA BOLZAN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FORTALEZA - CE 
2019 
 
 
 
1 
 
1 INTRODUÇÃO 
Um transformador é uma máquina elétrica estática, cuja principal função é transmitir ener-
gia elétrica de um circuito para outro. Os transformadores podem ser elevadores, abaixadores 
ou simplesmente isoladores. 
2 OBJETIVOS 
Projetar um transformador isolador com potência nominal de 2kVA, com enrolamento 
primário de 220V, e enrolamento secundário de 380V. 
3 MATERIAL UTILIZADO 
A realização da atividade prática de Máquinas Elétricas não exige a construção do trans-
formador projetado. Devem ser apresentados somente os cálculos de projeto. 
 
4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
Realizar o projeto de um transformador monofásico com as seguintes especificações: 
- Potência nominal: 2 kVA 
- Tensão do Enrolamento Primário: 220 V 
- Tensão do Enrolamento Secundário: 380 V 
- Frequência: 60 Hz 
- Seção Magnética do Núcleo: de acordo com o carretel escolhido 
- Indução Magnética: 12000 G 
- Densidade de Corrente: 300 A/cm² 
 
 
 
 
 
 
 
5 PARÂMETROS DE PROJETO 
Os parâmetros de projeto básicos para a o projeto de um transformador, ou autotrans-
formador, são: a) Seção magnética do núcleo Considere a Figura 1 (a) e (b) referente a uma 
lâmina padrão do tipo EI e um carretel plástico. 
 
 
Figura 1 – Lâmina padrão EI (a) e carretel (b). 
 
 
Com base nas dimensões da Figura 1 (a) e (b) são calculados a área da seção magnética 
do núcleo e a área da janela. A seção magnética do núcleo, chamada de Sm é calculada pelo 
produto das dimensões A e B da Figura 1 (b). Carretel utilizado EI380 – DR87. 
Sm = A × B 
Sm = 3,8 x 9,4 
Sm = 35,72 mm² 
onde, 
 - A corresponde a largura da perna central da lâmina, em cm; 
- B é o comprimento do núcleo, chamado de empilhamento, dado em cm; 
- Sm é a área da seção magnética em mm² 
As lâminas EI, são padronizadas e especificadas em função da largura da perna central. 
Por exemplo, a lâmina EI 320, possui uma largura de perna central de 320mm, portanto, 3,2cm. 
É este valor que deverá ser utilizado no cálculo da seção magnética. Alguns valores padroniza-
dos de lâminas são: EI220, EI254, EI320, EI380, EI440, EI500, EI600. O empilhamento é 
dado também possui valores padronizados, como por exemplo, 22, 26, 32, 40, 45, 50, 55, 60, 
66, 73, 80, 90. Para empilhamentos acima de 90, o carretel deve ser confeccionado sob medida, 
e deve ser feito de um material mais resistente, como fenolite, por exemplo, que possui alta 
 
 
 
 
resistência mecânica e elevada rigidez dielétrica. A dimensões de 4 empilhamento são dadas 
em mm, portanto um carretel com empilhamento de 80, por exemplo, possui 8 cm. b) Número 
e tensão dos enrolamentos, deve ser definido quantos enrolamentos o transformador terá e qual 
a tensão de cada um. Com base neste dado será definido o número de espiras de cada um dos 
enrolamentos. c) Potência Com base no valor da potência, em VA, e da tensão estabelecida será 
calculada a corrente de cada enrolamento, e consequentemente, será determinado o condutor 
que deverá ser utilizado para cada enrolamento. d) Frequência É a frequência da tensão de ali-
mentação do transformador. No caso de transformadores utilizados no Brasil, todos são para 
60Hz. e) Indução magnética. É um valor que define qual será o fluxo magnético resultante 
em função da tensão aplicada. Para transformadores que operam com tensão senoidal, o 
valor normalmente escolhido é entre 1,0T e 1,4T. Para níveis de cálculo de projeto, adota-se o 
valor da indução magnética em Gauss (G). A equivalência é a seguinte: 1T equivale a 10000G. 
Assim, deve-se adotar um valor entre 10000G e 14000G. A indução magnética é diretamente 
proporcional ao aquecimento do núcleo do transformador, portanto, diretamente proporcional 
as perdas no ferro. 
5.1 CÁLCULO DO NÚMERO DE ESPIRAS 
N1 = (V1 x 10^8) / (4,44 x Sm x f x B) 
N1 = (220 x 10^8) / (4,44 x 35,72 x 60 x 12000) = N1 = 190 espiras 
N1/N2 = V1/V2 = 190 / N2 = 220 / 380 
N2 = 72200 / 220 
N2 = 329 espiras 
 
 
 
 
 
5.2 DETERMINAÇÃO DA SEÇÃO TRANSVERSAL DOS CONDUTORES 
I1 = Corrente Primário 
Snom = Potência Nominal 
V1 = Tensão 
I2 = Corrente Secundário 
 
I1 = Snom / V1 = 2000VA / 220V = 9,09 A 
I2 = Snom / V2 = 2000VA / 380V = 5,26 A 
 
D1 = I1 / S1 = 300 = 9,09 / S1 
S1 = 9,09 / 300 = 0,0303 cm² ( Fio AWG 12 ) 
 
D2 = I2 / S2 = 300 = 5,26 / S2 
S2 = 5,26 / 300 = 0,0175 cm² ( Fio AWG 14 ) 
 
5.3 CÁLCULO DA OCUPAÇÃO DA JANELA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2 – Alocação dos enrolamentos na janela do carretel 
 
 
Fio AGW 12 = 0,205 cm 
Fio AGW 14 = 0,163 cm 
 
espira/camada = h/d 
Primário = 5,7 / 0,205 = 27,80 (Adotado para 28 espiras/camada) 
Secundário = 5,7 / 0,163 = 34,97 (Adotado para 35 espiras/camada) 
 
 
 
 
 
Camadas = N / (espiras/camadas) 
C1 = 190 / 28 = 6,78 (Adotado 7) 
C2 = 328 / 35 = 9,4 (Adotado 10) 
 
- Altura (h) = 5,7 cm 
- Diâmetro Condutor (cm) = 0,205 + 0,163 = 0,368 cm 
- Total de Camadas (C) = 7 + 10 = 17 
- Largura de Janela (l) = 9,4 cm 
 
Ocupação (%) = ((H x D x Camadas) / (h x l)) x 100 
Ocupação (%) = ((5,7 x 0,368 x 17) / (5,7 x 9,4)) x 100 = 66,55% 
 
 
Apresentar o cálculo dos seguintes parâmetros: 
 
a) Número de espiras do enrolamento primário. R: 190 
b) Número de espiras do enrolamento secundário. R: 329 
c) Corrente do enrolamento primário. R: 9,09A 
d) Corrente no enrolamento secundário. R: 5,26A 
e) Seção transversal do enrolamento primário, em AWG. R: FIO 12 (0.205cm) 
f) Seção transversal do enrolamento secundário, em AWG. R: FIO 14 (0.163cm) 
g) Número de espiras por camada para o enrolamento primário. R: 28 
h) Número de espiras por camada para o enrolamento secundário. R: 35 
i) Ocupação percentual total da janela. R: 66,55% 
 
6 CONCLUSÃO 
 
Na construção do transformador, foi possível comprovar que através dos cálculos 
efetuados a importância de se dimensionar dentro dos padrões técnicos, visando um melhor 
aproveitamento do transformador, evitando assim uma maior probabilidade de queima do 
mesmo.