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Transformadores - Eletrotécnica (Ana Paula) - Engenharia Química/UNIOESTE-

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by

Fabio Leite

on 1 July 2014

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Transcript of Transformadores - Eletrotécnica (Ana Paula) - Engenharia Química/UNIOESTE-

TRANSFORMADORES
"Denominam-se transformadores, máquinas capazes de converter grandezas, por exemplo, o transformador de potência que possibilita o aumento ou rebaixamento da tensão"


Transformador ideal:
-permeabilidade magnética do núcleo infinita
-fluxo de dispersão inexistente
-corrente de excitação nula
-perdas elétricas e magnéticas nulas

História
CONSTRUÇÃO
- Inventado em 1831 por Michael Faraday
Banco de Transformadores
Normalmente Monofásico.
Usados em sistemas trifásicos de energia como a substituição de um transformador de três fases.
Também serve para alterar o número de fases do sistema, isto é, ele pode converter sistema trifásico em um sistema bifásico de 6 fases, 12 fases.
Problemas que atigem os Transformadores
QUANTO AO TIPO DO ENROLAMENTO
Dois ou mais enrolamentos:
Bobinas, cobre eletrolítico, resina (isolante)
I Enrolamento 1º, Núcleo, Enrolamento 2º|
Autotransformadores:
Enrolamentos conectados
Menor i de excitação
Simples
Diferentes tensões

Número de fases
Monofásicos:
Duas fases (127-220V)
Trifásicos:
Três fases (220V-380V-440V)
transformação de tensão e correntes
E, I, Efeito Joule

Tipos de transformadores
Transformador de proteção de instrumentos

Transformador de Alimentação

Transformador de corrente (TC)
Transformador de potência (TP)
Transformador de pulso
Transformador de rádio-frequência (RF)
 Transformador de distribuição

Transformador de áudio

Princípios e leis presentes nos Transformadores
 Impedância
 Leis de Kirchhoff
Reatância
 Leis do Magnetismo
Lei de Faraday
Lei de Lens
A impedância é uma grandeza estabelicida pela relação entre a tensão e a intensidade da corrente.

Exemplo: Um transformador com valor da voltagem no circuito de 100 volts, valor da corrente no circuito de 0,1 ampére
Usando a lei de Ohm para calcular a impedância: fórmula é R = U/i. R = 100 / 0,1 ou R = 1000 ohms
Leis de Kirchoff se aplicam da mesma forma: "a soma das correntes num nó é zero" e "a soma de todas as tensões em torno de uma malha é zero."
Reatância é chamada a parte imaginária da impedância. Em geral é a oposição natural de indutores ou capacitores a variação de corrente elétrica e tensão elétrica respectivamente de circuitos em corrente alternada
Dependendo do valor da reactância pode dizer que o circuito é:
-reatância capacitativa, quando X <0
-reatância indutiva, quando X> 0
-é puramente resistiva, quando X = 0.
  A reatância capacitiva é representado por Xc e o seu valor é dado pela fórmula:
Xc= -1/(2πfC)
E a reatância indutiva é definidanpor XL
XL = 2πfL
No caso de transformadores, o campo magnético é gerado por condutores que estão enrolados, formando uma bobina, e o campo magnético induzido por este segue a equação

E=BLV

-B é a intensidade do campo magnético, (Tesla).
-L é o comprimento do condutor, (metro).
-V é a velocidade do condutor.

O modulo da voltagem se obtém pela seguinte relação
E=|∆F|/∆t
-E é chamada de força eletromotriz induzida, (Volts).
-∆F, é a variação do fluxo magnético, (Webber)
-∆t é o intervalo de tempo em que o campo oscila, (segundos).
Para se saber a direção da corrente, se considera que a força eletromotriz se opõe a variação do fluxo
E=-∆F/∆t



Classicação:
-Tipo do enrolamento
-Núcleo
-Finalidade
-Fase

Proteção do sistema de distribuição
Rede secundária
Falhas internas
Interruptor automático
Medição de sistemas elétricos
Núcleo: chapas de aço-silício

Fontes
Conversão
Alta eficiência
Blindagem
Núcleo: chapas de aço-silício

Circuito secundário
Utilizado em altas tensões
Amostra usada para medição
Enrolamento de poucas espiras
Núcleo: chapas de aço-silício

Transformadores de tensão
Cabine de energia
Proteção do disjuntor
Dois enrolamentos
Primário com muitas espiras
Secundário com poucas espiras
Núcleo: chapas de aço-silício
Circuitos de rádio-frequência
Resposta de RF acima de 30 kHz
Rádio e TV
Baixa potência
Poucas espiras
Blindagem de alumínio
Interferência
Núcleo: ferrite

Acoplamentos
Pulso de tensão na entrada
Isolamento entre a fonte e o aparelho
Correção
Envolto plástico
Núcleo: Ferrite
Aparelhos de som
Semelhante ao transformador de alimentação
RF não é plana
Núcleo: aço-silício (podendo usar ferrite também)

Postes e entradas de força
Alta eficiência
Alta potência
Alta tensão
Minimizar desperdício
Energia
Calor
Refrigeração a óleo
Monofásico ou trifásico
Diminuir a tensão aos destinatários
Potência: 30-300 Kva
Tensão: 15-24 kV
Núcleo: chapas de aço-silício

CLASSIFICAÇÃO DOS TRANSFORMADORES
Material do núcleo
-Núcleo de ar:
Corrente de radiofrequência
Ex: Energia de correntes de transmissão de radio
-Núcleo de ferromagnético:
Chapas de aço-Silício
Corrente parasitas
ALTERNADORES
• Transforma energia mecânica em energia elétrica (C.A.)
• Funciona de acordo com o fundamento da indução elétrica

ALTERNADORES
• Gerador síncrono: quanto mais forte o campo magnético e mais alta a rotação, maior a corrente
• Aplicações comuns:
-Carro
-Usinas
OBRIGADO!
Acadêmicos:
André Perin
Caroline Brandalize de Oliveira
Fábio Augusto Leite
Lucas Vinicius Cassiano da Silva
Marcos Raposo Pliacekos
Mateus Luis Rockenbach
CORRENTE DE FOUCAULT
Fluxo variando através da superfície sólida gera corrente induzida
Em circuitos eletrônicos utiliza-se materiais laminados os formados por placas isoladas entre si
Relação com Espiras
Vp/Vs = Np/Ns
Ip/Is = Ns/Np
-Np é o número de espira da bobina primária.
-Ns é o número de espira da bobina secundária.
-Vp é a voltagem da corrente primaria.
-Vs é a voltagem da corrente secundaria.
-Ip é a intensidade da corrente primaria.
-Is é a intensidade da corrente secundaria.
POLARIDADE
É a marcação existente nos terminais (dos enrolamentos) dos
transformadores indicando o sentido da circulação de corrente
em um determinado instante em conseqüência do sentido do
fluxo produzido
- Principalmente em transformadores trifásicos
-Traduz o ângulo entre os fasores das tensões (e, consequentemente, das
correntes) de fase do enrolamento de menor tensão em relação ao
enrolamento de maior tensão.
DESLOCAMENTO ANGULAR
- A construção depende do transformador que por sua vez depende da sua finalidade de transformação
- Para um transformador elétrico:
Parte ativa, tanque, buchas, radiadores, computador e placa de identificação.
-Para um transformador de pulso:
Ponto trifásica, controladores AC/AC, conectores, trisistores, amplificador/isolador de pulsos, trimpots
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