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3 1. INTRODUÇÃO Neste relatório é realizado um estudo bem resumido sobre o funcionamento de um autotransformador com ponto de derivação variável, e suas diferenças para um transformador comum. Com base nos dados coletados em aula, será determinada a relação entre as tensões de entrada e saída do dispositivo usado, além de ser realizada uma estimativa de saída para uma entrada de 220 V. 2. TRANSFORMADOR VS AUTOTRANSFORMADOR Um transformador pode ser definido com um dispositivo de acoplamento magnético, que tira proveito do fenômeno da indutância mútua para induzir tensões e correntes em uma parte do circuito. É geralmente formado por dois enrolamentos de bobinas acopladas magneticamente. Como esses enrolamentos são isolados eletricamente entre si, esse dispositivo pode ser usado também como uma proteção para alguma parte do circuito em que for empregado. A tensão no enrolamento secundário é linearmente proporcional a razão do numero de bobinas do primário com o secundário. Já o autotransformador é constituído por apenas um enrolamento com um ponto de derivação, chamado de tap, separando o primário do secundário. Geralmente tal ponto de derivação é ajustável, permitindo ao usuário escolher a relação entre a tensão de entrada e a tensão saída. Apesar de não apresentar a mesma vantagem de um isolamento entre o primário e o secundário, o autotransformador tende a ser mais barato, e também ocupar mesmo espaço, do que um transformador comum. A relação entre as tensões no primário e no secundário é dada por: Figura 1 – Diagrama de um autotransformador Fonte: Alexander, Charles K. Fundamentos de circuitos elétricos. Página 518 4 3. ANÁLISE DOS DADOS COLETADOS. Com base nos dados coletados em sala de aula foram plotados os seguintes gráficos: Dados coletados: 1ª primeira parte do experimento 2ª primeira parte do experimento Vp (V) Vs (V) Vp (V) Vs (V) 15,00 1,018 15,00 0,544 30,00 2,027 30,00 1,093 45,00 3,062 45,00 1,628 60,00 4,065 60,00 2,174 75,00 5,098 75,00 2,721 90,00 6,101 90,00 3,266 100,00 6,760 100,00 3,634 110,00 7,440 110,00 3,994 120,00 8,110 120,00 4,364 127,00 8,580 127,00 4,615 135,00 9,130 135,00 4,897 140,00 9,470 140,00 5,087 144,00 9,730 144,20 5,239 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 5,500 6,000 6,500 7,000 7,500 8,000 8,500 9,000 9,500 10,000 10,500 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 Te n sã o n o s ec u n d ár io (V ) Tensão no primário (V) 1ª parte do experimento 5 Considerando uma relação linear entre a tensão no primário e no secundário, podemos descobrir essa relação fazendo: Para a primeira parte do experimento: Logo, temos: Para a segunda parte do experimento: Logo: 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 5,500 6,000 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 Te n sã o n o s e cu n d ár io (V ) Tensão no primário (V) 2ª parte do experimento 6 Com a relação extraída do primeiro gráfico, temos que para uma tensão de entrada igual a 220 V no primário, a tensão no secundário será: ( ) Considerando que na segunda parte do experimento tivemos tensões no secundário maiores que as obtidas no primeiro experimento, temos: Supondo que o dispositivo usado tenha apenas dois pontos de derivação, e com base no raciocínio acima, temos que seu esquemático seria conforme mostrado na figura abaixo: Figura 2 – Diagrama do autotransformador em estudo Fonte: Figura modificada a partir de https://www.leiautdicas.com/2015/11/aula-3-eletronica-analogica/ Acessado em Dezembro de 2016 https://www.leiautdicas.com/2015/11/aula-3-eletronica-analogica/ 7 4. CONCLUSÕES Apesar de apresentarem uma deficiência quanto ao isolamentos entre os dois enrolamentos, se comparados com os transformadores comuns, os autotransformadores são dispositivos de grande valia no que diz respeito a sua capacidade flexibilizar a tensão de saída a gosto do usuário, além é claro de apresentarem um custo menor. 8 REFERÊNCIAS [1] 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.
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