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CIRCUITOS TRIFÁSICOS Clauana Ferreira da Silva Douglas de Almeida Garcia Jonathan Martins de Oliveira Ribeiro Luis Claudio Ribeiro Motta Filho Ricardo Silva de Arruda UNIVERSIDADE DO GRANDE RIO “ProfESSOR José de Souza HERDY” É um sistema de tensões trifásicas, simétrico e equilibrado. Um gerador trifásico gera energia através da indução eletromagnética por meio de três grupos de bobinas. Cada grupo de bobina [(A, A’);(B, B’);(C, C’)] é chamada de fase. Devido a sua disposição física, cada grupo de bobina gera energia elétrica em momentos distintos. Provocando um defasamento entre as tensões em 120° uma da outra. O que são Circuitos Trifásicos? Produção da Tensão Trifásica Supondo o rotor girando no sentido anti-horário com 3600 rpm (f = 60Hz), seu campo magnético corta os rolamentos do induzido, induzindo neles as tensões senoidais. Estas tensões atingem seus valores máximos e mínimos com uma distância de 1/3 de um período, ou seja, com uma defasagem de 120°, devido ao deslocamento espacial de 120° dos enrolamentos do induzido. Como resultado, visto que as bobinas são iguais (mesma seção e mesmo número de espiras), o alternador produz 3 tensões de mesmo valor com uma defasagem de 120 ° entre elas. Alternador Trifásico Representação das ondas senoidais de tensões defasadas em 120°. Produção da Tensão Trifásica Produção da Tensão Trifásica A B VA VB VC C A C B Defasamento entre as tensões Produção da Tensão Trifásica Interligando uma das extremidades de cada grupo de bobina entre si, obteremos o condutor neutro A C B Neutro Produção da Tensão Trifásica As extremidades restantes formam as fases Fase A Fase B Fase C A C B Neutro Representação de uma Fonte Trifásica Os condutores A, B e C são as fases. O condutor conectado no ponto N é o neutro. Tensões de Fase Tensão de fase: é a tensão entre uma fase e o neutro. Tensões de Linha Tensão de linha: é a tensão entre duas fases. Se cada fase do gerador for conectada a circuitos separados, o sistema trifásico é chamado de não interligado, necessitando de seis fios para a conexão da carga trifásica, como indicado na figura: 11 As fontes e as cargas trifásicas podem ser conectadas de três maneiras: Ligação em Estrela ou Y – sem neutro; Ligação em Estrela ou Y –com neutro; Ligação em Triângulo ou (delta). Tipos de Conexões Trifásicas Tipos de Conexões Trifásicas Ligação em Estrela ou Y Ligações em Estrela ou Y Se os terminais de cada uma das fases forem ligados num ponto comum, e as outras 3 extremidades forem conectadas ao sistema de transmissão, diz-se que o sistema está ligado em estrela. É mais utilizado na distribuição elétrica residencial. Tensões de Fase Diagramas fasoriais das tensões de fase geradas Tensões de Linha Diagrama fasorial das tensões de linha geradas Relação entre as tensões de linha e fase Cargas Balanceadas Cargas Desbalanceadas Correntes de Fase e de Linha Ligação em Triângulo ou (Delta) Ligações em Triângulo ou Delta Se os terminais de cada uma das fases forem ligados em série para formar um percurso fechado, diz-se que o sistema está ligado em triângulo. É mais utilizado em indústrias de grande porte. Tensões e Corrente de Fase e Linha Cargas Balanceadas Cargas Desbalanceadas Relação entre Corrente de Linha e de Fase Resumindo: Vantagens do Circuito Trifásico A corrente na linha é menor, reduzindo o diâmetro dos condutores da instalação; Flexibilidade na escolha das tensões finais (fase-fase ou fase-neutro); Custo reduzido em relação ao sistema monofásico. (Ex. transformador 3x mais barato do que três monofásicos); Alimentação de cargas de maior potência (3VF IF). Diferença entre as Ligações Como Identificar um Circuito Trifásico na Rede Elétrica As figuras mostram como podemos identificar um circuito trifásico numa rede elétrica de distribuição. Potência Elétrica Potência em Circuitos Trifásicos Em corrente alternada, têm-se três tipos de potência: Potência Aparente [VA] Potência Ativa [W] Potência Reativa [VAR] Potência Aparente Potência Ativa Potência Ativa Potência Reativa Diferença entre Potência Ativa, Reativa e Aparente A Potencia Ativa (W) representa a porção líquida do copo, ou seja, a parte que realmente será utilizada para matar a sede. Como na vida nem tudo é perfeito, junto vem uma parte de espuma, representada pela Potência Reativa (VAr). Essa espuma está ocupando lugar no copo, porém não é utilizada para matar a sede. O conteúdo total do copo representa a Potência Aparente (VA). Conclusões sobre Potência: Tanto espuma quanto cerveja ocupam espaço no copo, da mesma forma que potência ativa e reativa ocupam a rede elétrica, diminuindo a real capacidade de transmissão de potência ativa da rede, em função de potência reativa ali presente. A analogia da cerveja pode ser utilizada para tirarmos algumas conclusões iniciais: Quanto menos espuma tiver no copo, haverá mais cerveja. Da mesma maneira, quanto menos Potência Reativa for consumida, maior será o Fator de Potência. Se um sistema não consome Potência Reativa, possui um Fator de Potência unitário, ou seja, toda a potência drenada da fonte (rede elétrica) é convertida em trabalho. Resumindo: Exercícios 1) O circuito mostra o secundário de um transformador ligado em triângulo, com uma tensão de linha de 127Vrms . A carga é constituída de um motor trifásico de 5kW com FP = 0,85 e três motores monofásicos de 2kW e FP = 0,8, cada um ligado a uma fase. Determinar: Potências ativa, aparente e reativa da instalação Corrente total de linha Fator de potência da instalação Exercícios 2) Um aquecedor trifásico é constituído de três resistências de 20Ω ligadas em estrela. Calcular a corrente de linha e a potência ativa total, sendo a tensão de linha 220Vrms.
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