relatório exp 1
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Relatório 1 de experimento de laboratorio de eletronicaTRANSCRIPT
UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – UFMA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – CCET
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ELETRICIDADE - DEE
LABORATÓRIO DE CONTROLE I
IGOR LUIS COELHO SOUSA - 2009021711
ORLANDO MOURÃO DE SOUSA JUNIOR -2011011211
VINICIUS CARVALHO DO NASCIMENTO - 2010011478
DENNIS OADES SODRÉ ABRAHÃO - 2009021678
EXPERIMENTO I
Princípio de Funcionamento de Transformadores: Tensão Aplicada e
Induzida, Polaridade Relativa entre as Bobinas
São Luis - MA
2015
IGOR LUIS COELHO SOUSA - 2009021711
ORLANDO MOURÃO DE SOUSA JUNIOR -2011011211
VINICIUS CARVALHO DO NASCIMENTO - 2010011478
DENNIS OADES SODRÉ ABRAHÃO - 2009021678
EXPERIMENTO I
Experimento de número 1 para colocar em
prática a teoria vista na disciplina de
dispositivos.
São Luis - MA
2015
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.........................................................................................................4
1.1 Conceito..............................................................................................................4
1.2 Polaridade...........................................................................................................5
1.3 Harmônicas.........................................................................................................6
2. Experimentos..............................................................................................................7
2.1 Materiais utilizados.............................................................................................7
2.2 Tensões Induzida.....................................................................................................7
2.3 Interferência das harmônicas...................................................................................8
3. CONCLUSÃO.........................................................................................................10
1. INTRODUÇÃO
1.1 ConceitoOs transformadores de tensão, chamados normalmente de transformadores, são
dispositivos capazes de aumentar ou reduzir valores de tensão.
Um transformador é constituído por um núcleo, feito de um material altamente imantável, e duas bobinas com número diferente de espiras isoladas entre si, chamadas primário (bobina que recebe a tensão da rede) e secundário (bobina em que sai a tensão transformada).
Figura 1: Transformador.
O seu funcionamento é baseado na criação de uma corrente induzida no secundário, a partir da variação de fluxo gerada pelo primário.
A tensão de entrada e de saída são proporcionais ao número de espiras em cada bobina. Sendo:
U p
U s
=N p
N s
Onde:
U p é a tensão no primário; U sé a tensão no secundário; N p é o número de espiras do primário; N s é o número de espiras do secundário.
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Por esta proporcionalidade concluímos que um transformador reduz a tensão se o número de espiras do secundário for menor que o número de espiras do primário e vice-versa.
Se considerarmos que toda a energia é conservada, a potência no primário deverá ser exatamente igual à potência no secundário, assim:
Pp=P s
Portanto:
U p × I p=U s× I s
1.2 Polaridade
A polaridade de um transformador é a marcação existente nos terminais dos enrolamentos dos transformadores, indicando o sentido da circulação de corrente em um determinado instante em consequência do sentido do fluxo produzido. Em outras palavras, a polaridade é uma referência determinada pelo projetista, fabricante ou usuário para determinar a marcação da polaridade dos terminais dos enrolamentos e a condição dos enrolamentos conforme sua disposição, isto é, a relação entre os sentidos momentâneos das forças eletromotrizes nos enrolamentos primário e secundário.
Portanto, a polaridade depende de como são enroladas as espiras que formam os enrolamentos primário e secundário. O sentido da queda de tensão (força eletromotriz) será determinado pelo sentido do enrolamento e pela marcação realizada.
A figura abaixo mostra duas situações distintas para as tensões induzidas em um transformador monofásico:
Figura 2: Sentidos instantâneos nos terminais do enrolamento
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Como método de descobrir a polaridade observamos que os terminais de tensão superior são ligados a uma fonte de corrente contínua. Instala-se um voltímetro de corrente contínua entre esses terminais, de modo a se obter uma deflexão positiva ao se ligar a fonte CC, ou seja, a polaridade positiva do voltímetro ligado no positivo da fonte e esses em H1.
Em seguida, insere-se o positivo do voltímetro em X1 e o negativo em X2. A chave é fechada, observando-se o sentido de deflexão do voltímetro. Quando as duas deflexões são em sentidos opostos, a polaridade é aditiva. Quando no mesmo sentido, é subtrativa. Tais conclusões baseiam-se na lei de Lenz.
1.3 Harmônicas
Uma harmônica de tensão ou corrente, não é mais que um sinal senoidal, cuja frequência é múltipla inteira da frequência fundamental do sinal principal. As figuras seguintes mostram a forma de onda da tensão e da corrente, numa instalação “poluída” com harmônicas.
Figura 3: Harmônicos
Observando as figuras acima, verifica-se que o sinal 2 (Sinal deformado) não é mais que a soma ponto a ponto do sinal 1 (sinal fundamental) com o sinal 3 (senóide de amplitudes e frequência diferente - harmónica).
Conclui-se assim que, um sinal periódico contém harmónicas quando a sua forma de onda está deformada em relação ao sinal fundamental.
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2. Experimentos
2.1 Materiais utilizados
Transformador monofásico Alicate Medidor De Qualidade De Energia Fluke 345 Varivolt
2.2 Tensões Induzida
Primeiramente alimentamos a bobina 1 e verificamos as tensões induzidas nas outras bobinas encontrando os seguintes valores de tensão:
Figura 4:Transformador Utilizado
Bobinas 1 2 3 4 5 6 7 8Tensão(V) 110.0 108.9 108.2 107.5 105.3 105.4 105.2 105.0
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1 52 63 74 8
2.3 Interferência das harmônicas
Dados experimentais:
Tensão no Primário: 110 V
Tensão no Secundário: 213.9 V
Relação de transformação: 1: 2
Interferência das harmônicas na forma de onda da corrente de excitação:
Figura 5: Harmônicos
Destacado na figura a terceira harmônica.
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Figura 6: Formas de onda da corrente e tensão
Figura 7: Formas de onda da tensão e corrente separadas
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3. CONCLUSÃO
Através dos experimentos realizados, podemos ver a grande influência que a terceira harmônica pode gerar na forma de onda da corrente de excitação do transformador. No caso figura 6 e 7 podemos ver como deveria ser a forma de onda da corrente comparando com a da tensão, então essa forma de onda triangular da corrente é o que devemos trabalhar para que não diminua a qualidade de energia elétrica nas instalações.
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4. REFERÊNCIAS
[1] Guia de Experimento I – Prof. José Gomes de Matos - Disciplina de Laboratório de Dispositivos Eletromagnéticos – DEEE/UFMA
[2] Geraldo Carvalho. Máquinas Elétricas – Teoria e Ensaios, Quarta Edição Revisada, Editora Ática, 2011
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