Primeiro Relatório lab de conversão

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE – UFAC 
 
 
 
NICHOLAS DA SILVA SANTOS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRIMEIRO RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE CONVERSÃO DE ENERGIA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIO BRANCO 
2016 
NICHOLAS DA SILVA SANTOS. 
 
 
 
 
 
 
 
PRIMEIRO RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE CONVERSÃO DE ENERGIA. 
 
 
 
 
 
 
Trabalho realizado como requisito 
para obtenção de nota parcial 
referente à disciplina de 
“Laboratório de Conversão de 
Energia” aplicada pelo docente Prof. 
Bruno Miranda. 
 
 
 
 
 
RIO BRANCO 
2016 
 
LAÇO DE HISTERESE 
 
A classificação de um material pode ser feita através de sua susceptibilidade 
magnética (χm) ou de sua permeabilidade magnética. Será considerado magnético caso 
χm ≠ 0, caso contrário será um material não magnético. 
Os materiais magnéticos podem ser divididos em três classes de acordo com o 
momento magnético intrínseco de cada material. São divididos em diamagnéticos, 
paramagnéticos e ferromagnéticos. 
 Os materiais diamagnéticos são fracamente afetados por campos magnéticos, 
pois o momento magnético de cada átomo é nulo, já os paramagnéticos apesar de 
possuírem um momento magnético diferente de zero, também são pouco afetados por 
tais campos. 
 Nos ferromagnéticos, que tem essa denominação por ser o ferro o material mais 
conhecido dessa classe, existem regiões, chamadas de domínios, nos quais os momentos 
magnéticos de todos os átomos estão em paralelo, originando um momento magnético 
resultante naquela região. 
 Quando essas regiões são submetidos a um campo magnético cuja direção é 
paralela ao seu momento magnético, elas tendem a “expandir seu território”, já que os 
átomos que se encontram na fronteira dessas regiões serão rotacionados para o mesmo 
sentido do campo aplicado, assim aumentando o fluxo magnético do material. A medida 
que o campo aplicado vai crescendo, mais e mais átomos serão alinhados corretamente, 
até que chegará um ponto onde todos os átomos do material em questão serão 
modificados, neste ponto acontece a saturação. 
 Porém quando o campo atuante é removido, os átomos modificados não voltarão 
completamente para sua posição de origem, eles serão alinhados no chamado eixo de 
mais fácil magnetização, já que uma volta completa para a posição original requer um 
gasto de energia, tornando o material um imã permanente (apresentando um momento 
magnético devido ao campo aplicado). 
 O fenômeno descrito acima causa as chamadas perdas por histerese em um 
transformador. Quando um transformador é alimentado com uma corrente CA, a cada 
ciclo da corrente a orientação do campo magnético irá mudar, fazendo com que os 
átomos do núcleo mudem junto. Assim a perda por histerese será a energia gasta para 
reorientar os domínios a cada ciclo de corrente. 
 
 
 
RELAÇÃO DE ESPIRAS DO AUTOTRANSFORMADOR 
 Em um autotransformador, diferentemente de um transformador comum, existe 
um único enrolamento com um ponto de conexão, chamado de derivação, entre o 
primário e secundário, sendo esse normalmente ajustável, assim fornecendo uma tensão 
variável para a carga conectada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Podemos relacionar a tensão e a corrente no enrolamento comum (Vc e Ic) com 
a tensão e corrente no enrolamento em série (VSE e ISE) usando: 
 
 
 
 
 
 
 
Porém, conforme a figura 1, temos que as tensões e as correntes no lado de baixa 
e de alta são: 
 
 
Para encontrar a relação entre as tensões entre o lado de baixa e o lado de alta, 
basta fazer: 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 – Diagrama de autotransformador 
Fonte: Chapman, Stephen J. Fundamentos de 
máquinas elétricas. Página 110 
Logo: 
 
 
 
 
 
 
Fazendo procedimento análogo para as correntes é obtido o seguinte resultado: 
 
 
 
 
 
 
 
CORRENTES PARASITAS DO TRASNFORMADOR 
Correntes parasitas ou correntes de Foucault, são correntes que circulam no 
núcleo de ferro do transformador devido a tensão induzida por um fluxo variável no 
tempo. Este fluxo induz uma tensão no núcleo, assim como uma tensão é induzida o 
enrolamento do núcleo, essas tensões fazem com que correntes fluam dentro do núcleo 
formando caminhos circulares ou vórtices. Essas correntes dissipam energia em forma 
de calor enquanto estão circulando pelo núcleo de ferro. 
A quantidade de energia dissipada irá depender de dois fatores: da intensidade 
da corrente gerada e da resistividade do material do núcleo, já que P = I
2
R. 
Assim, pode-se diminuir tais perdas de dois modos. Pode-se dividir o material 
do núcleo em várias laminas delgadas, assim diminuindo o tamanho máximo do vórtice 
de corrente, o que causaria uma menor corrente circulando pelo material. Ou pode-se 
aumentar a resistividade do material presente no núcleo, geralmente isso é feito 
adicionando um pouco de silício ao aço do núcleo. Tal método irá diminuir a perdas 
decorrentes de I
2
R. 
 
CUSTO FINANCEIRO CAUSADO PELA POTÊNCIA DISSIPADA 
Considerando que transformador tem uma potência dissipada de 1,8 W e ficará 
ligado oito horas por dia por um período de trinta dias, temos que a perda total será: 
 ( ) ( ) 
Considerando que a concessória Eletrobrás Distribuição Acre cobra 0,728799 
R$/kWh, temos que o custo total será de R$ 0,0393. 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
[1] CHAPMAN, Stephen J. Fundamentos de máquinas elétricas [recurso 
eletrônico] /Stephen J. Chapman ; tradução: Anatólio Laschuk. – 5. ed. – Dados 
eletrônicos. – Porto Alegre : AMGH, 2013. 
[2] FITZGERALD, A. E.; Kingsley Jr, C.; Kusko, A. - Máquinas Elétricas- Mc 
Graw Hill do Brasil, 1975. 
[3] ALEXANDER, Charles K. Fundamentos de circuitos elétricos [recurso 
eletrônico]/Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku ; tradução: José Lucimar do 
Nasci¬mento ; revisão técnica: Antônio Pertence Júnior. – 5. ed. – Dados eletrônicos. – 
Porto Alegre : AMGH, 2013..