000000Atividade Prática Maquinas Elétricas Transformador 3

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA
BACHARELADO EM ENGENHARIA elétrica-habilitação em 
eletrônica
DISCIPLINA DE pbl- máquinas elétricas
atividade prática
aluno
junior c. s. mendonça
professor
samuel polato ribas
curitiba - pr
2018
SUMÁRIO
1-RESUMO .......................................................................................................1
MATERIAL UTILIZADO.................................................................................2
INTRODUÇÃO ................................................................ ................................3
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS........................................................4
1.1 Calcular a potência de entrada....................................................................5
1.2 Calcular a Seção magnética do núcleo .......................................................6
1.3 Cálculos números espiras dos enrolamento...............................................7
1.4 Corrente enrolamento primário e enrola mento secundário .....................8
1.5 Dimensionar a área de secção Transversal dos enrolamentos.....................9
2 - CONCLUSÕES ................................................................................. ........10
3 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................11
1- RESUMO
 
Será projetado um transformador isolador com potência 
nominal de 1kVA ,com enrolamento primário de 220V , e 
enrolamento secundário de 380V. 
2. MATERIAL UTILIZADO 
 A realização da atividade prática de Máquinas Elétricas não exige a construção do 
Transformador projetado. Devem ser apresentados somente os cálculos de projeto 
 
 Palavras-chave: Transformadores, monofásicos, kva
3. INTRODUÇÃO 
Um transformador é uma máquina elétrica estática, cuja principal função é transferir energia 
Elétrica de um circuito para outro. Os transformadores podem ser elevadores, abaixadores ou 
simplesmente isoladores. 
4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
 Realizar o projeto de um transformador monofásico com as seguintes especificações : 
 - Potência nominal: 1 KVA 
 - Tensão do primário : 220V 
 - Tensão do secundário : 380V 
 - Frequência: 60 Hz 
 - Seção magnética do núcleo : de acordo com o carretel escolhido 
 - Indução magnética : escolher um valor entre 10000 G e 140 00 G. 
 - Densidade de corrente : 4A/ mm2. 
Passo – 01 - Calcular a potência de entrada do transformador 
Em um transformador ideal a potência de saída é igual a potência de entrada, porém 
nos modelos reais, isso não é verdade, existem perdas no cobre e no ferro, e estas vem 
expressa como rendimento ( n) na placa do transformador. Assim, e levamos a potencia do 
primário em 10% o que nos dá um rendimento de aproximadamente 0,9. 
 
P1 = 1,1. P2 Consideremos um rendimento de aproximadamente 0,9. 
P1 = 1,1.1000 W 
P1 = 1100 W Potência ativada da em watt. 
 
Passo – 02 - Calcular a seção magnética do núcleo do transformador. 
A área de seção magnética do transformador pode ser calculada pela seguinte expressão : 
Carretel utilizado foi o EI380 código DR 132 
 
S=AxB 
S=3,8x5,8 
S=22 cm² 
 
1. Seção magnética do núcleo 
Figura 1 –Lâmina padrão EI (a) e carretel (b)
	
Passo – 03 - Calcular o número de espiras no primário (N 1) e do secundário (N2). 
O número de espiras do primário pode ser calculado pela seguinte expressão : 
Onde: 
N1= 
N1 = número de espiras no primário 
V1 = tensão do primário 
B = densidade do campo magnético em gauss 
f = frequência em Hz 
SL = seção magnética do núcleo em cm² 
 
A densidade do campo magnético depende da dopagem das chapas que irão formar o núcleo, 
vejamos : 
_ B = 8000 para 2% de silício no ferro 
_ B = 10000 para 3% de silício no ferro 
_ B = 12000 para 4% de silício no ferro 
Fazendo os cálculos teremos: 
 
N1=220 x100000000 
 4,44x10000 x60 x22 
 N1 » 375 espiras 
 Agora, com uma equação bastante conhecida, podemos calcular o número de espiras do 
secundário. 
 
N1 = N2 
V1 V2 
375x380=220xN2 =>N 2 » 648 espiras 
 
 
2 Número de espiras por camada para enrolamento primário no 
Secundário. 
 
Alocação dos enrolamentos na janela do carretel
Passo – 04 – Dimensionar a área de seção transversal (bitola) dos enrolamentos primário e secundário.
 
Para saber a bitola dos fios devemos saber a corrente do primário e do secundário que podem 
ser calculadas facilmente. 
P1 = V1. I1 
I1 = P1 ¸ V1 
I1 = 1100W ¸ 220V 
I1 = 5 A 
P2 = V2. I2 
I2 = P2 ¸ V2 
I2 = 1000W ¸ 380V 
I2 = 2,63 A 
Agora, precisamos conhecer a densidade de corrente, que é a condução de corrente por mm2 . 
Lembrando que quanto mais ventilado for o ambiente de trabalho do transformador, maior a 
densidade da corrente. 
Tabela da densidade da corrente D 
_ Sem ventilação ® D = 2A/c m² 
_ Má ventilação ® D = 4A/c m² 
_ Ventilação regular ® D = 6A/ c m² 
_ Boa ventilação ® D = 8A /cm² 
Iremos considerar para este transformador um ambiente mal ventilado, ou seja, com 
dens idade de 4 A/c m² . 
Seção do primário = I1 /D 
Seção do primário = 5A / 4A /cm² 
Seção do primário = 1 ,25 mm² 
Pela tabela de condutores o condutor que possui seção igual ou superior a 1,25 mm² èo 
16 A WG 
 
Seção do secundário = I2 ¸ D 
Seção do secundário = 2,63A / 4A/cm² 
Seção do secundário = 0,6575 mm² 
Pela tabela de condutores o condutor que possui seção igual ou superior a 0,6575 mm² èo 
18 A WG 
 
 
*Os fios para transformadores usam um padrão America no AWG, 
( American Wire Gauge), 
assim devemos fazer a conversão de mm² para AWG, para isso usamos a tabela abaixo.
Passo – 05 – ocupação percentual total da janela 
Verificar se a área livre no núcleo é o suficiente para encaixar a bobina . 
 
Espira/Camada = h/ d 
em que, 
 - h é a altura da janela do carretel, em cm, 
 - d é o diâmetro do condutor escolhido, em cm 
Camadas = N Espira /Camada 
em que, - N é o número de espiras do enrolamento em questão. 
 
1)Número de espiras por camada para o enrolamento primário. 
espira/camada = 5,8 /0,129- > 44,96 
 
2) Número de espiras por camada para o enrolamento secundário . 
espira/camada = 5,8 /0,102- > 56,86 
 
Espiras no primário = N Espiras /Camada ->375/ 44, 96=8,34 camadas 
Espiras no secundário = N Espiras /Camada->648/ 56, 86=11,39 camadas 
 
 
Com base no número de camadas que o enrolamento irá preencher, determina-se a ocupação 
percentual do enrolamento em relação a área total da janela. Matematicamente, isso é 
calculado pela equação 
 
Ocupação(%) = h × d × camadas h × 1 × 100 
 h × 1 
A área total de ocupação da janela do transformador será a soma das áreas de ocupação de 
todos os enrolamentos que compõem o transformador. Se a área de ocupação total for menor 
que 70%, significa que a construção do transformador é possível.
Ocupação(%) no primário = 5,8 × 0,129 × 8,34× 100 
 5,8 × 3,8 
Ocupação (%) no primário= 28,31% 
 
Ocupação (%) no secundário = 5,8 × 0,102 × 11,39× 100 
 5,8 × 3,8 
Ocupação (%) no secundário = 30,57 % 
 
 
Ocupação (%) total Ocupação (% ) no primário+Ocupação (% ) no secundário 
Ocupação (%) total= 28,31% + 30,57% 
Ocupação (%) total » 59% 
 
Como 59% < 70% logo o projeto será possível
 
 -2 Conclusões 
 
 
 Através dos cálculos podemos projetar transformadores com precisão, com 
 fórmulas, relação de cargas, tensão de entrada e de saída e consumo potência e corrente.
 
 
 
 
 - 3Referência bibliográficas 
 
 RIES , W.Transformadores : Fundamentos para o Projeto e Cálculo.1ed .Porto Alegre : 
EDIPUCRS, 2007. CHAPMAN, S.J . Fundamentos de Máquinas Elétricas. 5ª ed.Porto 
Alegre: 
AMGH, 201
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