relatório exp 1

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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

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Relatório 1 de experimento de laboratorio de eletronica

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Page 1: Relatório Exp 1

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

Page 2: Relatório Exp 1

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

Page 3: Relatório Exp 1

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

Page 4: Relatório Exp 1

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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Page 5: Relatório Exp 1

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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Page 6: Relatório Exp 1

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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Page 7: Relatório Exp 1

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

Page 8: Relatório Exp 1

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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Page 9: Relatório Exp 1

Figura 6: Formas de onda da corrente e tensão

Figura 7: Formas de onda da tensão e corrente separadas

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Page 10: Relatório Exp 1

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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Page 11: Relatório Exp 1

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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