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:
d) A resistência associada às perdas magnéticas e a reatância de magnetização
Resposta: .
Para os itens c) e d), não considere as quedas de tensões na resistência primária e na reatância de dispersão primária.

Passo 1

Então, temos um transformador com algumas características: o primário tem 480 espiras, consome 80 W em vazio, absorve uma corrente de 1,4 A quando ligado a uma tensão de 120 V e frequência de 60 Hz. A resistência do enrolamento primário é de 0,25 Ω. Nosso objetivo aqui é determinar a resistência associada às perdas magnéticas e a reatância de magnetização .
Para resolver isso, vamos usar conceitos de circuitos equivalentes de transformadores, onde representa as perdas no núcleo do transformador (perdas magnéticas) e representa a reatância de magnetização, que está ligada à criação do campo magnético no núcleo. Precisamos calcular essas duas grandezas usando os dados fornecidos.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a corrente responsável pelas perdas magnéticas no núcleo, chamada de corrente de perdas no núcleo . Sabemos que a potência consumida em vazio está relacionada a essa corrente pela fórmula:
Substituindo os valores:

Passo 3

Agora, temos a corrente total no primário . Essa corrente é a combinação da corrente que passa pela resistência do enrolamento primário e pela corrente de magnetização . Podemos relacionar essas correntes usando o teorema de Pitágoras, já que elas são perpendiculares (uma está relacionada à resistência e a outra à reatância):
Sabemos que , mas como o problema pede para não considerar as quedas de tensão na resistência primária, focaremos na relação entre as correntes.
Reorganizando para encontrar :

Passo 4

Com a corrente de perdas no núcleo e a corrente de magnetização em mãos, podemos calcular e :

Resposta

e .

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O primário de um transformador tem 200 espiras e é alimentado por uma fonte de e . Qual o máximo valor de fluxo no núcleo?
Resposta: .
Em uma piscina com controle de temperatura, uma massa de 32.000 Kg de água deve ser mantida na temperatura nominal de . Para aquecer a água, usa-se como acionamento uma resistência de 10 ohms alimentada com uma corrente elétrica de 200 A. Considerando-se as condições ideais de homogeneidade e desprezando-se o tempo de propagação e as perdas do calor na água, partindo da temperatura inicial de , quanto tempo levará para atingir a temperatura nominal?
(Dados: Calor específico da água é e 1 Joule cal)
(A) Oh 8 min 12 s
(B) 1 h 8 min 40 s
© 2 h 13 min 20 s
(D) 2 h 48 min 30 s
(E) 4 h 25 min 20 s
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