procedimento para laboratório - transformador - 1.2

ANZO Controles Eltricos - (11) 3446-3416 / 3446-6301 www.anzo.com.br [email protected] 1

TRANSFORMADOR MONOFSICO ETZ0056

Verso 1.2 ago/2010


CARGA RESISTIVA 24V ETZ0053

Verso 1.2 ago/2010


SUMRIO 1. PROTEO / SEGURANA ................................................................ 4

2. DESCRIO ................................................................................... 4

3. TRANSFORMADOR MONOFSICO ETZ0056 ................................ 4

3.1 Apresentao do kit ..................................................................... 4

3.2 Introduo ................................................................................. 4

3.3 Ncleo ....................................................................................... 6

3.4 Relao de transformao ............................................................ 7

3.5 Relao de Potncia ..................................................................... 8

4. CARGA RESISTIVA 24V - ETZ0053 ............................................... 9

4.1 Apresentao do kit: ................................................................... 9

4.2 Conexes ................................................................................... 9

5. EXPERIMENTO ........................................................................... 10

6. TERMO DE GARANTIA .................................................................... 15

7. AGRADECIMENTO ANZO ................................................................ 15


1. PROTEO / SEGURANA

Toda conexo em tenso 220Vca feita com cabos isolados e bornes de segurana.

O kit possui tampa de isolao para evitar contato nas partes internas de montagem durante o manuseio do equipamento.

Os alunos devem ser orientados quanto ao risco de ligaes erradas. Sempre conferir as conexes antes da energizao. recomendado o acompanhamento de um responsvel habilitado durante os ensaios praticados com o equipamento

2. DESCRIO

O KIT TRANSFORMADOR MONOFSICO ETZ0056 em conjunto com o KIT CARGA RESISTIVA 24V ETZ0053 foi desenvolvido para que o aluno possa estudar a transformao da grandeza eltrica tenso, envolvendo toda a segurana e didtica necessria para o seu melhor aproveitamento e aprendizado. O kit dispe de conexes rpidas, seguras e eficientes para uma aula dinmica e eficaz.

3. TRANSFORMADOR MONOFSICO ETZ0056

3.1 Apresentao do kit

- 01 base com 03 transformadores mono 100VA 220 x 24V; - 24 bornes de segurana.

3.2 Introduo O transformador um equipamento que permite elevar ou rebaixar os

valores de tenso em um circuito de corrente alternada.

O transformador bsico constitudo por duas bobinas enroladas num ncleo comum. O ncleo pode ser feito de diversos materiais como ferrite, ferro laminado, ou mesmo uma forma sem ncleo nenhum, nomeado transformador com ncleo de ar.


Quando a bobina conectada a uma fonte de CA, um campo magntico varivel surge ao seu redor. Se outra bobina for aproximada da primeira, o campo magntico varivel gerado na primeira bobina corta as espiras da segunda bobina.

Figura 1 Campo magntico nas bobinas

Em conseqncia da variao do campo magntico sobre as espiras, surge uma tenso induzida na segunda bobina.

A bobina na qual se aplica a tenso CA denominada primrio do transformador. A bobina onde surge a tenso induzida denominada secundrio do transformador.

A energia eltrica passa de um enrolamento para outro, sem contato eltrico, unicamente atravs das variaes do campo magntico.

A tenso induzida no secundrio proporcional ao nmero de linhas magnticas que cortam a bobina secundria e ao nmero de suas espiras. O primrio e o secundrio so montados sobre um ncleo de material ferromagntico.

Figura 2 Primrio e secundrio sobre um ncleo


3.3 Ncleo

O ncleo tem a funo de reduzir a disperso do campo magntico fazendo com que o secundrio seja cortado pelo maior nmero possvel de linhas magnticas.

Como conseqncia, obtm-se uma transferncia melhor de energia entre o primrio e o secundrio.

Figura 3 Bobinas sem e com ncleo

Com a incluso do ncleo, embora o aproveitamento do fluxo magntico gerado seja melhor, o ferro macio sofre perdas por aquecimento causadas por dois fatores: a histerese magntica e as correntes parasitas.

As perdas por histerese magntica so causadas pela oposio que o ferro oferece passagem do fluxo magntico. Essas perdas so reduzidas com o emprego de ferro doce (metal ferro com alto ndice de pureza) na fabricao do ncleo.

As perdas por corrente parasita (ou por correntes de Foulcault) aquecem o ferro porque a massa metlica sob variao de fluxo gera dentro de si mesma uma fora eletromotriz (fem) que provoca a circulao de corrente parasita.


Para reduzir seu aquecimento, os ncleos so construdos com chapas de ferros isoladas entre si. O uso de lminas no elimina o aquecimento, mas este se torna bastante reduzido em relao ao ncleo de ferro macio.

3.4 Relao de transformao

A aplicao de uma tenso CA no primrio de um transformador causa o aparecimento de uma tenso induzida em seu secundrio. Aumentando-se a tenso aplicada no primrio, a tenso induzida no secundrio aumenta na mesma proporo. Essa relao entre as tenses depende fundamentalmente da relao entre o nmero de espiras no primrio e no secundrio.

Obs.: A tenso no secundrio do transformador aumenta na mesma proporo da tenso do primrio at que o ferro atinja o seu ponto de saturao.

Por exemplo, se o enrolamento primrio do transformador tiver 1.000 voltas de fio e o secundrio 500 voltas, a tenso obtida no secundrio ser metade da aplicada.

Figura 4 Enrolamento

Da mesma forma, podemos aumentar os valores de tenses alternadas se usarmos transformador cujo secundrio tenha mais espiras de fio que o enrolamento primrio.

importante observar que o que se ganha em tenso, se perde em corrente, de forma que a potncia se mantm constante. Lembrando que:

P = Potncia [W]

V = Tenso [V]

I = Corrente [A]


3.5 Relao de Potncia

O transformador recebe uma quantidade de energia no primrio, transformando-a em campo magntico e converte-a novamente em energia eltrica disponvel no secundrio.

Figura 5 Relao de potncia

A quantidade de energia absorvida de rede eltrica pelo primrio denominada potncia do primrio.

Pp = Potncia no primrio

Vp = Potncia no primrio

Ip = Corrente no primrio

A energia disponvel no secundrio chama-se potncia no socundrio.

Ps = Potncia no secundrio

Vs = Potncia no secundrio

Is = Corrente no secundrio

A relao de potncia do transformador ideal , portanto:


4. CARGA RESISTIVA 24V - ETZ0053

4.1 Apresentao do kit:

- 01 base com 03 circuitos com 03 lmpadas de 10W cada; - 02 interruptores para cada circuito; - 04 bornes de segurana para cada circuito; - 01 adesivo personalizado com diagrama eltrico didtico.

4.2 Conexes

Figura 6 Etiqueta Carga Resistiva 24V

Conforme o diagrama eltrico da etiqueta Carga Resistiva, o kit possui 3

circuitos de cargas resistivas de 24V. Cada circuito possibilita formar uma carga resistiva de 10, 20 ou 30W, conforme a figura abaixo:

Figura 7 Diagrama Eltrico Carga Resistiva 24V


5. EXPERIMENTO

Avaliar o comportamento da transformao de tenso.

Materiais utilizados: Variador de tenso AC trifsico (0 a 240VAC); Transformador Monofsico 220/24V; Carga Resistiva 24V; Mdulo de instrumentao AC.

Montar o circuito eltrico da figura abaixo, utilizando os materiais

listados. Deve-se tomar o cuidado em ligar o ampermetro do mdulo de

instrumentao AC em srie com a carga que se pretende medir. O mdulo de instrumentao AC possui 3 Voltmetros e 3 Ampermetros,

os quais sero chamados de V1, V2, V3, A1, A2 e A3.

Figura 7 Esquema eltrico


a. Antes de ligar o variador, posicione o knob na posio zero da escala percentual;

b. Realize as seguintes conexes com os cabos de segurana, antes de energizar o variador:

1. Fase R do Variador ao BN1 de V1; 2. Fase S do Variador ao BN2 de V1; 3. BN1 de V1 ao BN7 de A1; 4. BN8 do A1 ao BN1 do trafo. primrio; 5. BN2 de V1 ao BN2 do trafo. primrio; 6. BN7 do trafo. secundrio ao BN9 de A2; 7. BN8 do trafo. secundrio ao BN2 de R2; 8. BN10 do A2 ao BN1 de R1; 9. BN1 de R1 ao BN3 de V2; 10. BN2 de R1 ao BN4 de V2.

c. Mantenha todas as chaves da carga resistiva desligadas;

d. Conecte o plug do variador em uma tomada de 220VCA;

e. Gire o knob do variador para um tenso de 220V.

f. Observe que uma lmpada acendeu.

g. Qual o valor da tenso de entrada (primrio), das correntes A1 e A2 e da tenso V2 (secundrio)? Anote os valores na tabela 1 (medio 1);

h. Ligue a segunda lmpada acionando a CH1 da carga resistiva e anote as informaes na tabela 01. (medio 2);

i. Ligue a terceira lmpada acionando a CH2 da carga resistiva e anote as informaes na tabela 01 (medio 3);

Med. Tenso de entrada Qtde

Lmpadas A1 [A] A2 [A] V2 [V]

% V 1

2

3

Tabela 1 - Relao de transformao com cargas resistivas de 10, 20 e 30W


j. Aps aumentar a carga resistiva, quais foram as alteraes significativas nos valores medidos? Justifique.

k. Utilizando o variador de tenso e com as lmpadas L1, L2 e L3 acionadas, varie a tenso de entrada de 40 a 220 VCA em passos de 20VCA. Anote o valor da tenso do Primrio (V1) e Secundrio (V2) na tabela 2 e construa um grfico V_primrio x V_secundrio.

Tenso no Primrio Tenso no Secundrio

% V1 V2

Tabela 2 - Relao de transformao de tenso


1. O grfico linear?

2. A relao de transformao foi 100% eficiente? Justifique.

3. Quais so os motivos pelos quais ocorre a perda de rendimento na transformao de tenso?

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

1

Ten

so

no

Pri

mri

o

Tenso no Secundrio

Transformao de tenso


Concluso


6. TERMO DE GARANTIA

A ANZO Controles Eltricos garante o funcionamento do equipamento

fornecido, por um perodo de 12 meses a contar da data da emisso da nota fiscal correspondente. Durante este perodo, sero substitudas sem nus para o cliente, todas as peas e componentes que apresentarem defeitos comprovados de fabricao. Os custos de deslocamento tcnico e despesas com transportadoras e correios, ficam sempre, dentro ou fora da garantia, por conta do cliente.

No esto cobertos pela garantia os seguintes componentes: vedaes, pintura interna ou externa, fusveis, lmpadas, alm de defeitos originados por acidentes ocorridos por quedas ou transporte incorreto do equipamento. A garantia perder sua validade se o equipamento for reparado ou alterado, em qualquer de suas partes, uso indevido, negligncia ou acidente.

O valor da garantia entende-se, no mximo, at o valor pago pelo equipamento e constante na Nota Fiscal. O manual de operaes foi desenvolvido pela equipe tcnica da ANZO e pode ser alterado sem aviso prvio.

7. AGRADECIMENTO ANZO

A ANZO e seus colaboradores agradecem a parceria e aquisio de seus

produtos e deseja contribuir para o constante crescimento humano e profissional de seus clientes. A ANZO encontra-se disposio para qualquer colaborao, suporte e esclarecimentos, mantendo um relacionamento harmonioso e fiel.

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