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12/05/2014 1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica CIRCUITOS ELÉTRICOS A TRANSFORMAÇÃO ESTRELA-TRIÂNGULO Professor: Paulo Cícero Fritzen E-mail: pcfritzen@utfpr.edu.br Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica CIRCUITOS ELÉTRICOS A OBJETIVOS Após completar esta seção, você deve ser capaz de: 1. Reconhecer um circuito-triângulo e um circuito-estrela. 2. Converter um circuito-triângulo resistivo em seu equivalente estrela. 3. Converter um circuito-estrela resistivo em seu equivalente triângulo. Ao analisar um circuito elétrico, em geral procuramos atalhos que facilitem nossa tarefa. Muitos circuitos têm a forma de um triângulo ou uma estrela. Aqui será mostrado como converter um circuito triângulo de três resistores (R1, R2, R3) num circuito estrela (Ra,Rb,Rc) e calcular os novos valores. Assim como converter o circuito-estrela em circuito-triângulo, calculando os valores de R1, R2 e R3. Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica CIRCUITOS ELÉTRICOS A CIRCUITO-TRIÂNGULO Triângulo ou R2 R1 R3 12/05/2014 2 Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica CIRCUITOS ELÉTRICOS A CIRCUITO-ESTRELA Estrela ou Y Rc Rb Ra Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica CIRCUITOS ELÉTRICOS A CONVERSÃO ESTRELA-TRIÂNGULO OU VICE-VERSA Muitos circuitos podem ser extremamente simplificados se um circuito tipo triângulo for transformado num circuito-estrela ou vice-versa. Transformação -Y ou Y- Rc Ra R2 R1 R3 Rb Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica CIRCUITOS ELÉTRICOS A CONVERSÃO TRIÂNGULO - ESTRELA Estrela ou Y Rc Rb Ra Triângulo ou R2 R1 R3 321 32 RRR RR Ra 321 31 RRR RR Rb 321 21 RRR RR Rc 12/05/2014 3 Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica CIRCUITOS ELÉTRICOS A CONVERSÃO ESTRELA-TRIÂNGULO a cacbba R RRRRRR R 1 b cacbba R RRRRRR R 2 c cacbba R RRRRRR R 3 Estrela ou Y Rc Rb Ra Triângulo ou R2 R1 R3 Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica CIRCUITOS ELÉTRICOS A DEDUÇÃO DA EQUIVALÊNCIA ∆-Y OU Y- ∆ Será feita uma dedução (existem outras possíveis) das fórmulas que relacionam os valores dos resistores em cada circuito, para que valha a equivalência. Será usada a notação matricial, que torna mais compacta a apresentação. Equacionando o circuito Y, pelo método das malhas: Matricialmente: NOTA: os vetores tensão e corrente são relacionados pela matriz resistência da montagem Y (RY). Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica CIRCUITOS ELÉTRICOS A DEDUÇÃO DA EQUIVALÊNCIA ∆-Y OU Y- ∆ NOTA: agora os vetores corrente e tensão são relacionados pela matriz condutância da montagem ∆ (G∆). Utilizando o método de nós para o circuito ∆ : : Chega-se a: 12/05/2014 4 Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Curso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica CIRCUITOS ELÉTRICOS A DEDUÇÃO DA EQUIVALÊNCIA ∆-Y OU Y- ∆ : A inversa desta matriz constitui a matriz resistência da montagem ∆(R∆): Para que o comportamento de ambas as montagens seja o mesmo, é necessário que as matrizes resistência de cada circuito sejam iguais: RY = R∆ Igualando cada célula dessas matrizes, chega-se finalmente às relações desejadas:
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