Lista de Exerccios 7 Transformadores

1. Qual a sada em quilowatts de um transformador monofsico de 5 kVA 2400/120 V que

alimenta uma carga com os seguintes fatores de potncia:

a) 1 b) 0,8 c) 0,4

Para cada fator de potncia acima, calcule as respectivas correntes, em ampres.

2. Um transformador 110/220 V tem uma eficincia (rendimento) de 90%. Se ele fornece 198 W, calcule a potncia de entrada e a corrente no primrio.

3. Quando o secundrio de um transformador de 120/240 V est aberto, a corrente no primrio de 0,3 A para um FP de 20%. A potncia nominal do transformador de 4 kVA. Calcule:

a) A corrente de carga mxima Ic. b) A corrente de excitao Ie, sem carga. c) A corrente de perda no ncleo (corrente de magnetizao Ih). d) A corrente de magnetizao Im. e) A corrente do primrio Ip. f) Determine a percentagem de cada corrente em relao corrente do primrio.

4. Um autotransformador contendo 200 espiras ligado a uma linha de 120 V, conforme

figura a seguir. Para se obter uma sada de 24 V, calcule:

a) O nmero de espiras do secundrio e, b) O nmero da espira onde dever ficar a derivao do transformador contando

a partir do terminal A.

5. Um transformador de potncia usado para acoplar energia eltrica de uma linha de alimentao para um ou mais componentes do sistema. Em um tipo de transformador de potncia, mostrado na prxima figura, h trs enrolamentos secundrios separados, cada um projetado para uma tenso de sada diferente. O primrio do transformador est conectado a uma fonte de alimentao de 120 V e possui 100 espiras. Calcule o nmero de espiras de cada secundrio.

6. Um autotransformador abaixador projetado para fornecer 240 V a uma carga de 5 kW e FP unitrio, conforme figura. O enrolamento do primrio est conectado a uma fonte de 600 V. Calcule:

a) A corrente na carga Ic. b) A corrente no enrolamento primrio Ip. c) A corrente no enrolamento secundrio Is.

7. Um teste de curto-circuito para a avaliao das perdas no cobre com carga mxima d uma leitura de 175 W no wattmetro. O transformador submetido ao teste um transformador abaixador de 240/24 V que tem uma especificao para a corrente do secundrio com carga mxima de 60 A. Se a resistncia do primrio for de 0,7 , calcule a resistncia do secundrio.

8. Em um teste de circuito aberto para avaliar a perda no ncleo, o transformador do problema anterior consome 1,5 A de uma fonte AC de 240 V. O wattmetro indica 95 W. Determine:

a) A perda no cobre na condio sem carga. b) A perda no ncleo.

9. A prxima figura mostra os seguintes equipamentos:

Fonte c.a. ajustvel de 1,5 kV, 40 kVA; Autotransformador de 30 kVA, 1,5/13,8 kV;

Carga resistiva de 30 kW, 15 kV.

Calcular: a) A corrente e a tenso fornecidas pela fonte, para tenso e potncia nominais

na carga. b) A potncia fornecida pela fonte.

10. Um transformador monofsico de 1 kVA, 220/110 V, possui conectado em seu secundrio, uma carga resistiva S2 = 1 kVA. Atravs de medies apropriadas, foram obtidas:

A potncia aparente fornecida pela fonte: Sf = 1,09 kVA, com FP = 0,98. As perdas hmicas nos enrolamentos (perdas no cobre): Pcobre = 21,85 W; As perdas no ncleo (perdas no ferro): Pferro = 49,48 W.

Com esses dados, calcular o rendimento correspondente.

11. Calcular o rendimento de um transformador trifsico de 500 kVA, em cujos ensaios foram constatadas perdas no cobre iguais a 6000 W, em plena carga, e perdas no ferro iguais a 1700 W. O fator de potncia da carga, em mdia, igual a 0,80. Sabe-se que a instalao opera praticamente com carga constante.

GABARITO

1) a) 5 kW; b) 4 kW; c) 2 kW. Como as potncias em kW foram calculadas considerando a potncia aparente nominal do transformador, as correntes de sada so idnticas e igual a 41,7 A.

2) Potncia de entrada: 220 W. Corrente no primrio: 2 A. 3) a) Ic = 17,7 A. b) Ie = 0,3 A. c) Ih = IexFP = 0,06 A. d) Im = Ie x sen = 0,294 A. e) Ip =

33,3 A. f) Ie% = 0,9%. Ih% = 0,18%. Im% = 0,88%. 4) a) Ns = 40 espiras. b) O terminal B deve estar onde o nmero da espira de 160. 5) Para o secundrio de 600 V: Ns = 500 espiras.

Para o secundrio de 6,3 V: Ns = 5 espiras. Para o secundrio de 2,5 V: Ns = 2 espiras.

6) a) Ic = 20,8 a. b) Ip = 8,33 A. c) Is = 12,5 A. 7) Rs = 0,042 . 8) a) 1,58 W. b) 93,4 W (neste caso, o wattimetro indica 95 W, representando a perda no

ncleo mais a perda hmica provocada pela corrente de excitao que passa pelo enrolamento primrio).

9) a) If = 20,4 A. Uf = 1,47 kV. b) Pf = 30 kVA.

10) = 87,76% 11) = 98,11%