INSTITUTO POLITÉCNICO DE VISEU ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA. Auto Transformador Monofásico

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1 Auto Transformador Monofásico Determinação do rendimento para a carga nominal Determinação do esquema equivalente reduzido ao primário Curva característica do rendimento η = f (S 2 ), para vários factores de potência Objectivos específicos * Ser capaz de compreender e descrever a curva característica do rendimento em função da carga; * Ser capaz de expor e explicar a influência do factor de potência no secundário em termos de rendimento; * Conhecer os métodos directo e indirecto de determinar o rendimento; * Ficar familiarizado com a energia de perdas num transformador; * Ficar familiarizado com os processos de medição para determinar as perdas no ferro e no cobre; * * Ser capaz de determinar os valores Standard para o rendimento do transformador; Equipamento necessário 1 fonte de alimentação monofásica variável 1 Auto - transformador monofásico 1 carga resistiva 1 carga indutiva 2 wattímetros 4 aparelhos de medida Determinação do rendimento à carga nominal, através do método directo (medição das potências de entrada e de saída). Procedimento 1. Ligue o circuito de acordo com o esquema exposto na página seguinte. 2. Utilize no circuito os wattímetros incluídos no aparelho identificado na figura ao lado: 3. Depois do professor ter verificado e aprovado o circuito, coloque-o em funcionamento. 4. Ligue a fonte de alimentação e ajuste a tensão da fonte para o valor nominal do transformador (220 V) e mantenha esse valor constante. 5. Através da carga R 1, faça circular a corrente nominal na entrada e na saída do transformador T 2

2 6. Meça e anote na tabela as tensões de entrada e de saída do transformador, utilizando sempre o mesmo aparelho para evitar possíveis erros de medida. Anote também as correntes e potências medidas. 7. Calcule o rendimento do transformador. η = P out Pin η = Fonte de alimentação

3 Auto-transformador monofásico U in [V] I in [A] P in [W] U 1 [V] I 1 [A] P 1 [W] 220 U in [V] I in [A] P in [W] U 123 [V] I 123 [A] P 123 [W] 220 Determinação do rendimento à carga nominal, através do método indirecto (medição das perdas individuais). - Determinação das perdas no ferro - Ensaio em vazio. Esquema do circuito Fonte de alimentação

4 Procedimento 1. Ligue o circuito de acordo com o esquema anterior. 2. Utilize no circuito o wattímetro incluído no aparelho identificado na figura ao lado. 3. Coloque o circuito em funcionamento. 4. Ligue a fonte de alimentação e ajuste a tensão da fonte para o valor nominal do transformador (220 V). 5. Meça e anote na tabela a corrente de vazio I 0 e a potência P 10 na entrada do transformador. Transformador monofásico de isolamento U Nin [V] I 0 [A] P in0 = P VFe em W Determinação das perdas no cobre - Ensaio em curto-circuito Esquema do circuito Fonte de alimentação Insira um reóstato de 100 Ω - 2,2 A, em série com o Circuito!!!

5 Procedimento 1. Ligue o circuito de acordo com o esquema anterior. 2. Utilize no circuito o wattímetro incluído no aparelho identificado na figura ao lado. 3. Coloque em série, entre a fonte de alimentação e o amperímetro, uma resistência (reóstato de 100 Ω - 2,2 A), de modo a criar uma queda de tensão adicional e permitir um ajuste mais fino da tensão aplicada ao auto - transformador. 4. Coloque o circuito em funcionamento. 5. Ligue a fonte de alimentação e ajuste a tensão da fonte de modo a que circule a corrente nominal na entrada no transformador. 6. Meça e anote na tabela a tensão de curto -circuito U1cc e a potência P1cc na entrada do transformador. Auto-transformador monofásico U 1cc [V] I k [A] P 1cc [W] Shunt de curto-circuito N 1 Shunt de curto-circuito N Compare os valores de rendimento calculados, com os determinados para o transformador de isolamento de igual potência. 8. Qual destes dois tipos de transformadores é o mais utilizado e porquê? 9. Compare as tensões de curto-circuito do auto-transformador com as equivalentes do transformador de isolamento. 10. Qual o valor da corrente de curto-circuito no primário e no secundário do autotransformador quando este se encontra à tensão nominal (220)? Curva característica do rendimento η = f (S 2 ) para vários factores de potência. η = f (S 2 ) para cos ϕ = 1 Esquema do circuito

6 Fonte de alimentação Procedimento 1. Ligue o circuito de acordo com o esquema anterior. 2. Utilize no circuito os wattímetros incluídos no aparelho identificado na figura ao lado. 3. Depois do professor ter verificado e aprovado o circuito, coloque-o em funcionamento. 4. Ligue a fonte de alimentação, ajuste a tensão da fonte para o valor nominal do autotransformador (220 V) e mantenha esse valor constante ao longo de todas as medições. 5. Coloque o auto-transformador T2 em carga, usando a carga óhmica R1, de forma que circulem os valores de corrente indicados na tabela seguinte. 6. Meça e preencha as tabelas com os valores solicitados.

7 6.1. Tabela de resultados INSTITUTO POLITÉCNICO DE VISEU Auto-transformador monofásico cos ϕ = 1 constante U Nin [V] I in [A] P in [W] U 1 [V] I 1 [A] P 1 =S 1 [W] 0 0, ,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,72 2,8 3,0 η = P P in 1

8 Tabela de resultados INSTITUTO POLITÉCNICO DE VISEU Auto-transformador monofásico cos ϕ = 1 constante U Nin [V] I in [A] P in [W] U 123 [V] I 123 [A] P 123 =S 123 [W] 0 0, ,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,25 1,4 1,6 1,8 2,0 η = P P in 123