Aula3-TRTAC-_Transformadores_Ideal

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Docente: 
MSc. Lino Alfredo de Castro
Curso de Electricidade Industrial – CV4
Testar e Reparar Transformadores e Adaptadores de Corrente
Maputo 5/24/2021
Tema: Transformadores
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Introdução
Através do acoplamento magnético entre pelo menos dois enrolamentos, é possível
realizar a transferência de energia entre circuitos eletricamente isolados (isolação
galvânica).O acoplamento magnético é feito através de um fluxo magnético variável
no tempo.
Na forma mais simples, um acoplamento magnético é composto por apenas 2
enrolamentos e um núcleo, o qual pode ser composto de ar (linear) ou de material
ferromagnético (não-linear e com característica de saturação /histerese);
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Equipamentos elétricos estáticos que, por indução eletromagnética,
transformam tensão e corrente alternadas entre dois ou mais enrolamentos,
sem mudança de frequência.
Transformadores
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Finalidade:
 De Corrente
 De Potencial
 De Distribuição
 De Potência
Classificação Transformadores
Função no Sistema:
 Elevador
 De Interligação
 Abaixador
Quantidade de Fases:
 Monofásico
 Polifásico
Separação Eléctrica Entre
os Enrolamentos :
 De dois ou mais enrolamentos
 Autotransformador
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Os transformadores permitem a transmissão a grandes distâncias
utilizando níveis elevados de tensão e reduzindo as perdas dos
sistemas
Aplicações dos Transformadores
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Aplicações dos Transformadores
 Adequar os níveis de tensão em sistemas de geração, transmissão e distribuição.
 Isolar electricamente sistemas de controlo e electrónicos do circuito principal
(toda a energia somente é transferida através do campo magnético).
 Realizar o casamento de impedância de forma a maximizar a transferência de
potência.
 Realizar medidas de tensão e corrente. O transformador pode fornecer
isolação entre linhas de distribuição e dispositivos de medição.
Transformador Abaixador
Transformador no qual a tensão do enrolamento primário é superior à do
enrolamento secundário. (r>1)
𝑉𝑃
𝑉𝑠
=
𝑁𝑝
𝑁𝑠
= 𝑟
𝐼𝑃
𝐼𝑠
=
𝑁𝑠
𝑁𝑝
= 𝑟
Transformador Elevador
Transformador no qual a tensão do enrolamento primário é inferior à do
enrolamento secundário. (r<1)
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Classificação Quanto a Função no Sistema:
r-relação de transformação
Vs- tensão no secundário
Vp-tensão no primário
Is- corrente no secundário
Ip-corrente no primário
Ns- Número de espiras no secundário
Np- Número de espiras no primário
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Classificação Quanto a Forma Construtiva:
Transformador de núcleo envolvente
Transformador cujo núcleo é constituído por colunas interligadas pelos jugos,
das quais algumas não atravessam bobinas dos enrolamentos.
Transformador de núcleo envolvido
Transformador cujo núcleo é constituído por colunas interligadas pelos
jugos, todas elas atravessando bobinas dos enrolamentos
Por coluna entende-se a cada uma das partes do núcleo paralela aos eixos
dos enrolamentos, e envolvida ou não por enrolamentos. O jugo
corresponde a cada uma das partes do núcleo que interliga as colunas.
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Formas Construtivas dos Transformadores
Torroidal
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 O conhecimento da polaridade dos enrolamentos de transformadores (ou
de qualquer outro circuito magneticamente acoplado) é fundamental
quando se pretende fazer conexões em série ou paralelo de dois ou mais
enrolamentos.
 A marcação de polaridade entre dois enrolamentos de um transformador
se refere a indicação da polaridade instantânea das tensões induzidas
nestes e uma propriedade relativa.
Transformador: Polaridade
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Transformador de Corrente:
ClassificaçãoTransformadores Quanto à Finalidade
OTI pode ser externo (pedestal) ou Interno (barra)
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Transformador de Potencial (TP)
ClassificaçãoTransformadores Quanto à Finalidade
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Transformadores Ideal (Sem Perdas)
 Apresenta resistências dos enrolamentos desprezíveis 
 A permeabilidade do núcleo é infinita (corrente de magnetização nula) 
 Não apresenta dispersão 
 Não apresenta perdas no núcleo 
Relação de Transformação: 
segunda equação
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Transformadores Ideal (Sem Perdas)
Considerando uma carga no secundário, existirá uma corrente (𝑖2) no mesmo que cria uma
força magneto-motriz (𝑁2. 𝑖2) que tende alterar o fluxo do núcleo (desmagnetizando o
núcleo). Portanto o equilíbrio entre as cria uma força magneto-motriz será perturbado e
teremos segunda equação do circuito magnético, dada por:
a-Relação de Transformação 
Transformador Elevador 
Transformador Abaixador
 Primeira equação do circuito magnético, dada por:
Em termos fasoriais:
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Transformadores Ideal (Sem Perdas)
Logo igualando as mesmas e
considerando a relação de
transformação , teremos:
Sendo as perdas desprezíveis, relacionando as potências aparentes do primário e secundário
Balanço de Potência
As potências instantâneas no primário e secundário são dadas respectivamente por:
[VA]
Em termos fasoriais:
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Transformadores Ideal (Sem Perdas)
A impedância referida (𝒁𝟐′ ) é a impedância do secundário reflectida nos
terminais do primário, ou seja, vista pela fonte .
no primário a mesma é vista pela fonte da seguinte forma:
Valor Referido
Ao conectar uma impedância no secundário do transformador (𝑧2)
Em termos fasoriais:
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Transformadores Ideal (Sem Perdas)
Do mesmo modo pode se reflectir as correntes:
Valor Referido
A impedância conectada no secundário produz no terminal do primário o mesmo
efeito que o produzido por uma impedância equivalente (𝑍2
′ ) aos terminais do
primário .
Referências Bibliográficas
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BIBLIOGRAFIA BÁSICA
1.KOSOW, Irving L. Máquinas elétricas e transformadores”, São Paulo: Globo, 2005.
2.FITZGERALD, Máquinas elétricas”, 6ª Ed., São Paulo: McGraw-Hill, 2006.
3.Del Toro,V. “Fundamentos de máquinas elétricas”, Rio de Janeiro: LTC, 1994.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
 P.C. Krause, “Analysis of electric machinery”, 2ª Ed., New Jersey: IEEE Press, 2002
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Thank You!
Kanimambo!
Vielen Dank!
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