Determine Req e Zeq (em Ohms) do modelo simplificado de um transformador monofásico de 40kVA, 2400V/220V com os seguintes resultados de ensaios: VC...

Para determinar Req e Zeq do modelo simplificado de um transformador monofásico, podemos utilizar os resultados dos ensaios de curto-circuito e de circuito aberto. No ensaio de circuito aberto, a tensão nominal é aplicada no enrolamento de alta tensão (2400V) e o enrolamento de baixa tensão (220V) é deixado em aberto. Nesse ensaio, a corrente que circula no primário é muito pequena, e a potência dissipada é devida apenas às perdas no núcleo do transformador. Assim, temos: VCA = 220V ICA = 2,5A PCA = 300W A potência ativa no primário é igual à potência ativa no secundário, ou seja: PCA = PCS Onde PCS é a potência ativa no secundário. Como a potência aparente é dada por: S = V x I Temos: PCS = VCC x ICC Onde VCC é a tensão no secundário e ICC é a corrente no secundário. Substituindo os valores, temos: PCS = 105V x 16,2A = 1701W A potência reativa no primário é igual à potência reativa no secundário, ou seja: QCA = QCS Onde QCA é a potência reativa no primário e QCS é a potência reativa no secundário. Como a potência reativa é dada por: Q = V x I x sen(theta) Temos: QCA = VCA x ICA x sen(theta_CA) QCS = VCC x ICC x sen(theta_CS) Onde theta_CA e theta_CS são os ângulos de defasagem no primário e no secundário, respectivamente. Como o transformador é ideal, podemos considerar que não há perdas no cobre, ou seja, o ângulo de defasagem é zero. Assim: QCA = QCS Substituindo os valores, temos: QCA = 220V x 2,5A x 0 = 0 QCS = 105V x 16,2A x 0 = 0 No ensaio de curto-circuito, o enrolamento de baixa tensão é curto-circuitado e uma tensão reduzida é aplicada no enrolamento de alta tensão, de forma a produzir uma corrente nominal no primário. Nesse ensaio, a tensão no primário é muito pequena, e a potência dissipada é devida apenas às perdas no cobre do transformador. Assim, temos: VCC = 105V ICC = 16,2A PCC = 500W A potência ativa no primário é igual à potência ativa no secundário, ou seja: PCA = PCS Onde PCS é a potência ativa no secundário. Como a potência aparente é dada por: S = V x I Temos: PCS = VCA x ICA Onde VCA é a tensão no primário e ICA é a corrente no primário. Substituindo os valores, temos: PCS = 2400V x 2,5A = 6000W A potência reativa no primário é igual à potência reativa no secundário, ou seja: QCA = QCS Onde QCA é a potência reativa no primário e QCS é a potência reativa no secundário. Como o transformador é ideal, podemos considerar que não há perdas no cobre, ou seja, o ângulo de defasagem é zero. Assim: QCA = QCS Substituindo os valores, temos: QCA = 2400V x 16,2A x 0 = 0 QCS = 105V x 2,5A x 0 = 0 A resistência equivalente do transformador pode ser calculada a partir dos resultados do ensaio de curto-circuito, como: Req = VCC / ICC Substituindo os valores, temos: Req = 105V / 16,2A = 6,48 ohms A impedância equivalente do transformador pode ser calculada a partir dos resultados dos ensaios de circuito aberto e de curto-circuito, como: Zeq = sqrt((VCA / ICA)^2 - Req^2) Substituindo os valores, temos: Zeq = sqrt((2400V / 2,5A)^2 - (6,48 ohms)^2) = 161,33 ohms Portanto, a alternativa correta é a letra A) Req = 161,33 ohms e Zeq = 1,36 ohms.