Por que o ensaio de curto-circuito de um transformador mostra essencialmente apenas as perdas I2 R, e não as perdas por excitação?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre transformadores! O enunciado pergunta por que o ensaio de curto-circuito de um transformador mostra essencialmente apenas as perdas
, e não as perdas por excitação. Vamos entender um pouco sobre transformadores, tipos de perdas e como os ensaios funcionam para chegar à resposta.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar que um transformador tem duas principais fontes de perdas: as perdas por excitação (perdas no núcleo) e as perdas por corrente (perdas nos enrolamentos). As perdas por excitação acontecem devido ao material do núcleo e são constantes, já as perdas por corrente dependem da carga e aumentam com o quadrado da corrente (
).
Passo 3
No ensaio de curto-circuito, o transformador é testado com um curto na saída, ou seja, com uma carga muito alta que faz a corrente ser grande, mas a tensão aplicada é bem baixa. Isso significa que a tensão no primário é suficiente apenas para gerar a grande corrente de curto.
Passo 4
Como a tensão está baixa durante o ensaio de curto-circuito, a corrente de excitação que circula no primário também é pequena. Consequentemente, as perdas por excitação, que dependem dessa corrente, são mínimas e praticamente desprezíveis nesse teste.
Passo 5
Por outro lado, as perdas por corrente (
) aumentam significativamente com a alta corrente de curto-circuito. Essas perdas são diretamente proporcionais ao quadrado da corrente que está passando nos enrolamentos, tornando-se muito mais evidentes durante o ensaio.
Resposta
Portanto, no ensaio de curto-circuito de um transformador, as perdas
(perdas por corrente) predominam porque a alta corrente de curto acentua essas perdas, enquanto as perdas por excitação se tornam negligíveis devido à baixa tensão e, consequentemente, à pequena corrente de excitação.
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.
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(considerar,
), onde
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. (2H)
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