impedâncias e polaridade dos transformadores. impedâncias o que é uma impedância? genericamente,...

Impedâncias e

Polaridade dos transformadores

Impedâncias

O que é uma Impedância?

Genericamente, significa uma medida de impedimento ou oposição a algo;

A idéia de impedância costuma relacionar-se fundamentalmente com a transferência de energia. É a oposição que um circuito elétrico faz à passagem de corrente quando é submetido a uma tensão.

Todo material apresenta impedância, em maior ou menor grau. Materiais condutores: apresentam baixa impedância, Materiais isolantes: apresentam altas (ou altíssimas) impedâncias

Impedâncias

A impedância é medida em Ohms (Ω).

Materiais condutores apresentam poucos Ohms de resistência, enquanto materiais isolantes apresentam milhares de Ohms de impedância.

A letra “Z” é indicada para representar a impedância elétrica.

IVZ 22

LXRZ

Impedâncias

22 XRZ A Impedância (Z) de um circuito alternado será então

a soma vetorial da resistência + reatância.

Entretanto a reatância pode ser: Reatância capacitiva: quando inserido no circuito um capacitor; Reatância indutiva: quando inserido no circuito um indutor (bobina);

22 )( CL XXRZ

Impedâncias

Imaginaria

Real

22 )( CL XXRZ Soma vetorial

XC

XL

R

Representação no plano complexo das impedâncias do resistor, indutor e capacitor

Impedâncias

Em um circuito de tensão contínua, como não existe reatância capacitiva nem reatância indutiva, a impedância é igual à resistência.

22 )( CL XXRZ

É por esse motivo que muitas vezes pessoas pensam que resistência e impedância são sinônimos. Isso só é válido para circuitos de tensão contínua.

Impedâncias

Exemplo de como calcular a impedância (Z):Calcule a impedância em um circuito onde a reatância total é 20Ω e a resistência é 100 Ω.

20100 jZ

A letra "j" é representação de número

imaginário. Números imaginários

normalmente são representados pela letra "i". mas em eletrônica a letra "i" indica corrente.

ATENÇÃO100R20X

Imaginaria

Real100

20

22 20100 Z

102Z

Reflexão de Impedâncias

É possível refletir uma impedância do primário do transformador para o secundário e vice-versa.

Em algumas situações este artifício facilita a solução de um problema específico, tornando sua solução mais simples.

Em outras, é possível determinar a relação de transformação de um transformador capaz de realizar o casamento de impedâncias entre a fonte e a carga, possibilitando obter a máxima transferência de potência.

A equação descrita abaixo permite refletir uma impedância do secundário (Z2) para o primário (Z1) .


Exemplo:Para um transformador de núcleo de ferro da figura abaixo, determine:a) A impedância de entrada do transformador.

2000

10022 RXRZ

mAI

S

s

VVV

IZV

S

S

SSS

20010.100.2000

.3

1) Encontrar a tensão:

2) Encontrar tensão no primário:

VV

VNN

VV

P

P

S

P

S

P

1600540

200

3) Encontrar corrente no primário:

mAIIm

NN

II

PPS

P

P

S 5,12540100

4) Encontrar a impedância no primário:

kmAI

VZP

PP 128

5,121600


Exemplo (mesmo exemplo):Para um transformador de núcleo de ferro da figura abaixo, determine:a) A impedância de entrada do transformador.

SP ZaZ .2

1) Aplicando a fórmula reflexão de impedância:

Falta a relação de transformação, que pode ser calculada por:

2000

10022 RXRZ

mAI

S

s

8540

aNNaS

P Então:

kZZ

ZaZ

P

P

SP

1282000.8

.2

2

Polaridade dos transformadores monofásicos

Os bornes dos transformadores são colocados sobre uma tampa ficando a tensão mais alta de um lado e a mais baixa do outro.

Bornes para maior tensão:São identificados com H

Bornes para menor tensão:São identificados com X

A ABNT recomenda que os terminais de tensão superior sejam marcados com H1 e H2 e os de tensão inferior com X1 e X2.

Identificação dos bornes:

Os enrolamentos do transformador são marcados para indicar os terminais de mesma polaridade.

O ponto que aparece no símbolo do transformador indica que no instante de tempo em que a tensão é positiva no terminal que está marcado com o ponto, no enrolamento primário, as demais tensões também serão positivas em todos os demais terminais dos enrolamentos secundários que estão marcados com o ponto.


Polaridade:

A polaridade dos transformadores depende de como são enroladas as bobinas dos enrolamentos primário e secundário.


Polaridade:

Entrando no plano (folha)

Saindo do plano

Enrolamento no mesmo sentido

Enrolamento no mesmo sentido

Polaridade subtrativa: os enrolamentos estão no mesmo sentido, e não haverá defasagem entre a entrada e saída.


Polaridade Aditiva ou Subtrativa:

I1 I2

N1 N2

Polaridade aditiva: os enrolamentos estão no sentido contrário, então haverá defasagem de 180º entre a entrada e saída.


Polaridade Aditiva ou Subtrativa:

I1 I2

N1 N2

1º Identificar qual é o lado primário e qual é o secundário; 2º Energiza-se o primário e meça o primário e o secundário. No exemplo temos: V = 220VAC na alta e V = 127V na baixa. 3º Ligue um terminal que será sua referência comum no terminal do lado secundário; 4º Meça os outros dois terminais.


Identificando a polaridade (método corrente alternada):

H1 H2

X1 X2

Primário

Secundário

220VRMS

127VRMS

Curto Volt

347VRMS

Se a medida for a soma entre a tensão de entrada e a tensão de saída

o transformador possui polaridade oposta, ou seja, aditivo.

1º Identificar qual é o lado primário e qual é o secundário; 2º Energiza-se o primário e meça o primário e o secundário. No exemplo temos: V = 220VAC na alta e V = 127V na baixa. 3º Ligue um terminal que será sua referência comum no terminal do lado secundário; 4º Meça os outros dois terminais.


Identificando a polaridade (método corrente alternada):

H1 H2

X1 X2

Primário

Secundário

220VRMS

127VRMS

Curto

Se a medida for a diferença entre a tensão de entrada e a tensão de saída o transformador possui polaridade no mesmo sentido, ou seja, subtrativo.

Volt

93VRMS

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