Relatório de Física 3 - Transformadores

Prévia do material em texto

UNESA - UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
UNIDADE SANTA CRUZ
transformadores
Professor: Nelson Souza
Aluno:
Natanael dos Santos Amaral
201804043044
3014
02 de setembro de 2019
Objetivo
Observar como os blocos estão interligados.
Introdução / Fundamento Teórico
A regra da transmissão de energia elétrica leva a uma incompatibilidade entre as condições para que a eletricidade seja distribuída de forma eficiente e as condições para que seja gerada e utilizada de forma segura. O problema, porém, pode ser contornado por um dispositivo capaz de aumentar (para a transmissão) e reduzir (para o consumo) a tensão nos circuitos, mantendo praticamente constante o produto corrente × tensão. Esse dispositivo é o transformador, que não tem partes móveis, utiliza a lei de indução de Faraday e não funciona com corrente contínua. 
Um transformador (considerado ideal) é formado por um núcleo de ferro que contém dois enrolamentos, o enrolamento primário, com espiras, e o enrolamento secundário, com espiras. Se o enrolamento primário está ligado a um gerador de corrente alternada, a relação entre as tensões do enrolamento primário e do enrolamento secundário é dada por:
A relação entre as correntes nos dois enrolamentos é dada por:
A resistência equivalente do circuito secundário, do ponto de vista do gerador, é dada por:
em que R é a carga resistiva do circuito secundário. A razão é chamada de relação de espiras do transformador.
Um transformador ideal é formado por duas bobinas, com diferentes números de espiras, enroladas em um núcleo de ferro. (Não existe contato elétrico entre as bobinas e o núcleo.) O enrolamento primário, com espiras, está ligado a um gerador de corrente alternada. O enrolamento secundário, com espiras, está ligado a uma resistência de carga , mas não há corrente no circuito se a chave S estiver aberta (vamos supor, por enquanto, que isso é verdade). Vamos supor também que, como se trata de um transformador ideal, a resistência dos enrolamentos é desprezível. Nos transformadores bem projetados, de alta capacidade, a dissipação de energia nos enrolamentos pode ser menor que 1%; assim, a hipótese é razoável.
Nessas condições, o enrolamento primário (ou, simplesmente, primário) do transformador se comporta como uma indutância pura. Assim, a corrente do primário, também chamada de corrente de magnetização está atrasada de 90º em relação à tensão do primário; o fator de potência do primário é zero e nenhuma potência é transferida do gerador para o transformador.
Material Utilizado
Cabos
Fonte de energia
Multiteste
Transformador com duas bobinas (300 e 600 espiras)
Procedimento
Passo 1: Montar o conforme a figura.
 
Passo 2: Ligar a fonte de energia e o multiteste.
Passo 3: Verificar a tensão da fonte e a tensão no multiteste.
Passo 4: Montar conforme a figura abaixo e repetir o procedimento dos passos 2 e 3.
resultados
Experimento 1:
A tensão da fonte era de 21,1v. Passou pelo transformador e teve sua tensão reduzida a 11,3v. Logo, o transformador é abaixador de tensão.
Experimento 2:
A tensão da fonte era de 20,3v. Passou pelo transformador e teve sua tensão aumentada a 44,1v. Logo, o transformador é elevador de tensão.
conclusão
Os transformadores estão presentes no cotidiano, tendo sua função muito importante para que a vida do século XXI aconteça: nos postes para regular a tensão elétrica que vem da distribuidora de energia para as nossas casas, no carregador dos smartphones para abaixar a tensão da tomada para carregar a bateria, dentre outros.
Através do experimento realizado, pôde ser comprovado o funcionamento de um transformador e como que o número de espiras interfere na tensão de entrada e saída, além de ser possível diferenciar entre transformadores elevadores de tensão e transformadores abaixadores de tensão.
Referências
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: Eletromagnetismo - vol. 3. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. p. 1-400
BARROS, Luciane Martins. Física teórica experimental III: 1. Eletrostática. 2. Eletromagnetismo. 3. Corrente elétrica. 4. Campo elétrico. 1. ed. Rio de Janeiro: SESES, 2017. p. 1-168.