Determine a expressão complexa e o valor eficaz da corrente absorvida pelo transformador na condição de carga da questão 3, utilizando o circuito equivalente a fluxo magnético constante. Calcule a regulação de tensão.
Resposta: .

Passo 1

Entendendo o Problema
Primeiro, vamos resumir o que a questão está pedindo. Precisamos determinar:
  1. A expressão complexa da corrente absorvida pelo transformador em condição de carga.
  2. O valor eficaz dessa corrente.
  3. A regulação de tensão do transformador.
Para isso, vamos utilizar o circuito equivalente a fluxo magnético constante. Isso significa que assumimos que o fluxo magnético no núcleo do transformador permanece constante durante a operação, simplificando os cálculos.

Passo 2

Circuito Equivalente a Fluxo Magnético Constante
No circuito equivalente a fluxo magnético constante, modelamos o transformador considerando:
  • Impedância do núcleo: Representa as perdas no núcleo, como perdas por histerese e correntes de Foucault.
  • Impedância do enrolamento: Inclui a resistência e a indutância dos enrolamentos primário e secundário.
  • Impedância refletida: A carga do secundário refletida no primário.
Esses elementos ajudam a representar como o transformador reage à carga conectada.

Passo 3

Determinação da Corrente Absorvida ( )
Para encontrar a corrente absorvida pelo transformador, usamos a seguinte fórmula no domínio complexo:
onde:
  • é a tensão no primário.
  • é a impedância equivalente vista pelo primário.
Considerando os componentes do circuito equivalente, calculamos e substituímos os valores para encontrar .

Passo 4

Cálculo do Valor Eficaz da Corrente ( )
Após determinar a expressão complexa da corrente , que geralmente é da forma , calculamos o valor eficaz utilizando:
Isso nos dá a magnitude da corrente, que é a quantidade de corrente que efetivamente realiza trabalho no circuito.

Passo 5

Cálculo da Regulação de Tensão ( )
A regulação de tensão indica a variação da tensão no secundário do transformador quando a carga é conectada, comparada à tensão em vazio. É calculada por:
Onde:
  • é a tensão com carga.
  • é a tensão sem carga.
Essa medida é importante para avaliar a estabilidade do transformador sob diferentes condições de carga.

Resposta

A corrente absorvida pelo transformador em condição de carga é dada por:
O valor eficaz dessa corrente é:
E a regulação de tensão do transformador é:

Exercícios relacionados

Três transformadores monofásicos de 75 MVA com especificações nominais de : e devem ser conectados em um banco trifásico. Cada transformador tem uma impedância em série de referida a seu enrolamento de . Sendo assim:
a) Se os terminais forem conectados em Y-Y, calcule (i) a tensão e a potência nominais da conexão trifásica, (ii) a impedância equivalente referida a seus terminais de baixa tensão e (iii) a impedância referida aos seus terminais de alta tensão;
b) Repita o item a) se o transformador for conectado em Y no lado de baixa tensão e no lado de alta tensão.
Sabendo-se que a relação de transformação trifásica é
áá
deduza a expressão para a relação de transformação trifásica à partir da relação de espiras (monofásica) numa conexão . Qual a defasagem entre as tensões de linha do primário e secundário?
Um transformador possui um primário com 480 espiras e consome em vazio e absorve uma corrente igual a 1,4 A, quando alimentado por uma tensão de em . Caso a resistência do enrolamento primário é igual a , determine:
a) As perdas no núcleo.
Resposta: .
Um transformador possui um primário com 480 espiras e consome em vazio e absorve uma corrente igual a 1,4 A, quando alimentado por uma tensão de em . Caso a resistência do enrolamento primário é igual a , determine:
c) O máximo fluxo no núcleo.
Resposta: .
Para os itens c) e d), não considere as quedas de tensões na resistência primária e na reatância de dispersão primária.