MAQ_P_10_AUTOTRAFO_Patrick_Silva_Assuncao

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LABORATÓRIO DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
PRÁTICA E MONTAGEM DE UM AUTO-TRANSFORMADOR. 
 
DISCIPLINA: Laboratório de conversão de energia 
PROFESSOR: Pierre Macedo 
TURMA: EET06_T01 
 
 
 
 
EQUIPE: 
NOME: Patrick da Silva Assunção 
NOME: 
NOME: 
NOME 
 
 
 
CONTEÚDO: 
• OBJETIVOS; 
• ESQUEMA ELÉTRICO; 
• MATERIAIS E EQUIPAMENTOS; 
• ORIENTAÇÕES TEÓRICAS; 
• PROCEDIMENTOS PRÁTICOS; 
• QUESTÕES; 
• REFERÊNCIAS. 
 
 
 
# 10 
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PRÁTICA 10: PRÁTICA E MONTAGEM DE UM AUTO-TRANSFORMADOR. 
OBJETIVOS 
Aprender sobre a montagem do autotransformador, assim como a teoria que o engloba. Tanto 
na parte mecânica, quanto na parte elétrica. 
 Esse relatório de ensaio tem como objetivo especifico de que o aluno consiga montar o 
autotransformador, utilizando ferramentas mecânicas e isolantes para tal. 
 
ESQUEMA ELÉTRICO 
 
Figura 1. Transformador comum, operando como autotransformador 
 
Figura 2. Transformador já fabricado como autotransformador 
 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS 
• 01 bobinadeira automática 
• Isolante poliéster .125 microns 
• Isolante poliéster .50 microns 
• Fita dupla face para fixação dos cabos e os isolantes 
• Tubo espaguete para proteção 
• 01 Pinça 
• 01 Alicate 
• Cabo de cobre AWG11 
• Cabo de cobre AWG06 
• 01 Carretel de 60X90X30 mm 
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• Placas de aço do tipo E e I 
• 01 par de luvas de proteção 
• 01 multímetro 
• Fita adesiva filamentosa, 25X50 mm, 8809 3M 
• Conectores do tipo ilhois, tubular isolado vermelho e preto 2,5mm 
 
ORIENTAÇÕES TEÓRICAS 
 O autotransformador é um transformador especial no qual parte do enrolamento é 
comum aos circuitos do primário e do secundário. Ele pode ser visto e analisado como um 
transformador de dois enrolamentos ligados em série ou como um transformador com um único 
enrolamento de onde se deriva o primário e o secundário. 
 
Figura 3. Autotransformador abaixador 
• Relação de transformação 
𝐸1
𝐸2
=
𝑁1
𝑁2
= 𝑎 
𝐼1
𝐼2
=
𝑁2
𝑁1
=
1
𝑎
 
• Relação de tensão 
𝑉𝐴̅̅ ̅ = 𝐸1̅̅ ̅ + 𝐸2̅̅ ̅ =
𝑁1
𝑁2
∗ 𝐸2̅̅ ̅ + 𝐸2̅̅ ̅ = (
𝑁1 + 𝑁2
𝑁2
) ∗ 𝐸2̅̅ ̅ ⇒ 𝑉𝐴̅̅ ̅ = (
𝑁1 + 𝑁2
𝑁2
) ∗ 𝑉𝐵̅̅ ̅ 
∴ 
𝑽𝑨̅̅̅̅
𝑽𝑩̅̅ ̅̅
= (𝒂 + 𝟏) 
• Relação de corrente 
𝐼�̅� = 𝐼�̅� + 𝐼2̅ = 𝐼�̅� +
𝑁1
𝑁2
∗ 𝐼�̅� = (
𝑁1 + 𝑁2
𝑁2
) ∗ 𝐼�̅� ⇒
𝐼�̅�
𝐼�̅�
= (
𝑁1 + 𝑁2
𝑁2
) 
∴ 
𝑰𝑩̅̅ ̅
𝑰𝑨̅̅̅
= (
𝟏
𝒂 + 𝟏
) 
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• Comparação entre a potência transferida de Trafo e Autotransformador 
 
Logo, 
𝑆𝑎𝑢𝑡𝑜 > 𝑆𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜 
 Isto ocorre porque a conexão elétrica entre os dois enrolamentos permite que uma 
quantidade de energia adicional possa ser (eletricamente) transmitida para a carga além da 
energia transmitida (magneticamente) através do campo magnético. 
• Vantagens 
 É possível transferir uma potência maior com o mesmo transformador quando este é 
ligado como um autotransformador (potência transformada + potência conduzida). Assim 
como, Autotransformadores têm melhor rendimento, são fisicamente menores e mais baratos 
do que um transformador convencional correspondente e autotransformadores podem ser 
utilizados como fontes de tensão variável através de contatos móveis que variam a relação 
N1/N2. 
• Desvantagem 
 O enrolamento de baixa tensão demanda melhor isolamento uma vez que está exposto 
ao enrolamento de alta tensão. 
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS 
• Procedimento A 
1. Calcule o comprimento dos cabos necessárias no carretel para atingir o número de 
espiras N1 = 114 para o cabo AWG11 e N2 = 20 para o cabo AWG06. Considerando 
que o comprimento da saída é de 10 cm. 
 Haja vista que as dimensões do carretel são 60x90mm, calcula-se quantas voltas serão 
necessárias para que se atinja a quantidade de espiras no carretel pela seguinte formula: 
𝐿 = 𝐿𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 + 𝐿𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙1 + 𝐿𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 + 𝐿𝑙𝑎𝑡𝑎𝑟𝑒𝑙2 = 60 + 90 + 60 + 90 ⇒ 𝐿 = 300𝑚𝑚 
 Para que seja feita uma volta completa em um ponto genérico escolhido tem-se: 
𝑇 = 4 ∗ 𝐿 = 4 ∗ 300 = 1200𝑚𝑚 ∴ 𝑇 = 1,2 𝑚 
 Sendo assim, sabe-se que uma espira é o equivalente a uma volta completa pelo carretel. 
Logo, 
𝐶1 = 𝑁1 ∗ 𝑇 = 114 ∗ 1,2 ⇒ 𝐶1 = 136,8 𝑚 
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𝐶2 = 𝑁2 ∗ 𝑇 = 20 ∗ 1,2 ⇒ 𝐶2 = 24 𝑚 
 Porém, esse é o comprimento do cabo dentro do carretel. Sendo assim, deve-se 
considerar ainda a quantidade de cabo que ficará fora do carretel. Sabe-se que se tem 2 saídas 
para cada tipo de cabo. Então, a quantidade de cabo total é: 
𝐶𝑇1 = 136,8 + 2 ∗ 0,1 ∴ 𝐶𝑇1 = 137 𝑚 
𝐶𝑇2 = 24 + 2 ∗ 0,1 ∴ 𝐶𝑇2 = 24,2 𝑚 
2. Escolha um ponto genérico no carretel para iniciar a contagem do número de 
voltas(espiras) para o cabo AWG11, utilize a fita dupla face para fixar o cabo no 
carretel. No inicio da contagem de espiras coloque uma saída e no final da contagem 
coloque a outra saída. 
3. Isole com duas voltas do isolante poliéster .125 microns 
4. Reproduza a etapa 2, porém com o cabo AWG06. E faça somente 10 voltas, daí faça 
a derivação central. Após isso, continue a contagem das voltas até o final, e coloque 
a ultima derivação do autotrafo. 
5. Isole o autotransformador com o isolante poliéster .50 microns 
• Procedimento B 
• Insira as placas de aço tipo E e I no autotransformador feito no procedimento A 
• Meça a corrente no primário e secundário 
• Meça a tensão no primário e secundário 
QUESTÕES 
1. Calcule a relação de transformação pelas espiras 
SOLUÇÃO: 
𝑎 =
114
20
⇒ 𝑎 = 5,7 
2. Calcule a tensão no secundário considerando-se que a tensão no primário é 110 V 
𝑉𝐴̅̅ ̅
𝑉𝐵̅̅ ̅
= (𝑎 + 1) ⇒ 𝑉𝐵̅̅ ̅ =
𝑉𝐴̅̅ ̅
(𝑎 + 1)
=
110
5,7 + 1
= 16,42 𝑉 
∴ 𝑉𝐵̅̅ ̅ = 16,42 𝑉 
 
3. Calcule a corrente no primário e secundário, considerando-se que a potência é 2500W 
e o FP=0,97 
𝐹𝑃 =
𝑃
𝑆
⇒ 𝑆 =
𝑃
𝐹𝑃
⇒ 𝑉1 ∗ 𝐼1 =
𝑃
𝐹𝑃
⇒ 𝐼1 =
𝑃
𝐹𝑃 ∗ 𝑉1
=
2500
0,97 ∗ 110
⇒ 
∴ 𝐼1 = 23,43 𝐴 
𝐼𝐴 = (
1
𝑎 + 1
) ∗ 𝐼1 = (
1
5,7 + 1
) ∗ 23,43 = 3,49 𝐴 ⇒ 
𝐼𝐴 = 3,49 𝐴 
4. Obtenha a relação de transformação pelos valores medidos 
Tabela 1 – Valores calculados 
VS (calculado) IP (calculado) IS (calculado) 
16,42 V 23,43 A 3,49 A 
 
Tabela 2 – Valores Medidos 
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VP(medidos) VS (medidos) IP (medidos) IS (medidos) 
 
 
REFERÊNCIAS 
ABNT NBR5356, acesso em 11 de junho de 2021. 
Mundo da Elétrica, “Calculos para transformadores como fazer”, 
<https://www.mundodaeletrica.com.br/calculos-para-transformadores-como-fazer/>, acessado 
em 11 de junho de 2021 
https://www.mundodaeletrica.com.br/calculos-para-transformadores-como-fazer/