INSTITUTO POLITÉCNICO DE VISEU ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA

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Emanuel Rico Palha
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1 .4 - Resposta em carga U = f (I), com U = constante e com vários tipos de carga (óhmica, indutiva e capacitiva). Determinação da tensão de curto-circuito U K (tensão de impedância) e a tensão de curto-circuito relativa u k. Objectivos específicos * Compreender a resposta da tensão de saída para um transformador em carga; * Ser capaz de compreender e explicar o efeito dos vários tipos de carga na tensão de saída; * Ser capaz de explicar a tensão de curto-circuito e a tensão de curto-circuito relativa; * Compreender a influência da tensão de curto-circuito na resposta em carga; * Ser capaz de explicar o triângulo de Potier; * Ser capaz de explicar os termos " tensão inflexível, tensão flexível, o perigo do curto-circuito e a demonstração do curto-circuito"; * Ficar familiarizado com as possibilidades que influenciam a tensão de curto-circuito; * Ser capaz de nomear os exemplos típicos de aplicação para transformadores e as suas tensões de impedância relativas aproximadas; Equipamento necessário Fonte de alimentação monofásica variável reóstato caixa de cargas resistivas caixa de cargas indutivas caixa de carga capacitivas Aparelhos de medida Esquema do circuito Fonte de alimentação

2 Resposta a uma carga nos enrolamentos de saída N e N3 do transformador monofásico de isolamento T com U = 00 V (Constante) e depois com U = 0 V (Constante). Procedimento. Ligue o circuito de acordo com os esquemas da página anterior.. Depois do professor ter verificado e aprovado o circuito, colocá-lo em funcionamento 3. Ligue a fonte de alimentação e ajuste a tensão da fonte de acordo com os dados da tabela que se segue e mantenha esse valor para todas as medições. (corrija na fonte, em caso de necessidade, de modo a manter o valor de tensão de entrada constante ao longo das medições) 4. 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. 5. Meça as tensões em vazio U e U3 (P3), sem a resistência de carga R 6. Ligue a resistência de carga R, acerte as correntes de carga I, I3 (P4) na resistência, de acordo com os valores da tabela que se segue, e determine as respectivas tensões de saída U e U3 (P3), assim como a corrente absorvida I (P). Tensão de entrada U =00 V (constante) U =0 V (constante) 4 6 Com carga 8 óhmica R I [A] U [V] I [A] U [V] I [A],,4,6,8,,4,6,8

3 Tensão de entrada U =00 V (constante) U =0 V (constante) 4 6 Com carga 8 óhmica R I 3 [A] U 3 [V] I [A] U 3 [V] I [A],,4,6,8,,4,6,8 Desenho do gráfico Desenhe o gráfico das tensões de saída em função das correntes de carga I e I U, U3 [V] I, I3 [A]

4 Análise do gráfico. Observe e descreva o andamento das curvas características das duas relações de transformação.. Calcule a regulação ε - redução da tensão de saída, em relação à correspondente tensão em vazio, em percentagem - para uma corrente de saída de,4 A. U = 00 V: U 0 = U 30 = U = U 3 = U = U 3 = ε U U 0 % = U % = U nom 00% U =0 V: U 0 = U 30 = U = U 3 = U = U 3 = I N 3. Compare a razão de correntes com a razão de espiras I ; Compare a razão de N U tensões N com a razão de espiras U ; Explique estes resultados. N 4. Analise a adequabilidade do transformador para fornecer uma tensão constante em todas as situações de carga. Resposta com carga indutiva Esquema do circuito Fonte de alimentação

5 Procedimento. Ligue o circuito de acordo com os esquemas da página anterior.. Depois do professor ter verificado e aprovado o circuito, colocá-lo em funcionamento 3. Ligue a fonte de alimentação e ajuste a tensão da fonte de acordo com os dados da tabela que se segue e mantenha esse valor para todas as medições. (corrija na fonte, em caso de necessidade, de modo a manter o valor de tensão de entrada constante ao longo das medições) 4. 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. 5. Meça as tensões em vazio U e U3 (P3), sem a indutância de carga L 6. Ligue a indutância de carga L, acerte as correntes de carga I, I3 (P4) na indutância, de acordo com os valores das tabelas que se seguem, e determine as respectivas tensões de saída U e U3 (P3), assim como a corrente absorvida I (P). Tensão de entrada U =0 V (constante) 8 6,8 4,4 Com carga indutiva L 8 L [H] I [ma] U [V] I [ma] 8,4 6 4,8,4, 8 4

6 Tensão de entrada U =0 V (constante) 8 6,8 4,4 Com carga indutiva L 8 L [H] I [ma] U [V] I [ma] 8,4 6 4,8,4, 8 4 Resposta com carga capacitiva Esquema do circuito

7 Procedimento. Ligue o circuito de acordo com os esquemas da página anterior.. Depois do professor ter verificado e aprovado o circuito, colocá-lo em funcionamento 3. Ligue a fonte de alimentação e ajuste a tensão da fonte de acordo com os dados da tabela que se segue e mantenha esse valor para todas as medições. (corrija na fonte, em caso de necessidade, de modo a manter o valor de tensão de entrada constante ao longo das medições) 4. 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. 5. Meça as tensões em vazio U e U3 (P3), sem a capacitância de carga C 6. Ligue a capacitância de carga C, acerte as correntes de carga I, I3 (P4) na capacitância, de acordo com os valores das tabelas que se seguem, e determine as respectivas tensões de saída U e U3 (P3), assim como a corrente absorvida I (P). Tensão de entrada U =0 V (constante) 3 Com carga 4 capacitiva C 5 C [µf] I [ma] U [V] I [ma]

8 Tensão de entrada U =0 V (constante) 3 Com carga 4 capacitiva C 5 C [µf] I 3 [ma] U 3 [V] I [ma] Desenho do gráfico Desenhe o gráfico das tensões de saída em função das correntes de carga I e I 3, para as cargas resistiva, indutiva e capacitiva U, U3 [V] ,,, 3, 4, 5 I, I3 [A]

9 Análise do gráfico. Observe e descreva o andamento das curvas características para os três tipos de carga.. Calcule a regulação ε - redução da tensão de saída, em relação à correspondente tensão em vazio, em percentagem - para uma corrente de saída de,4 A. U U U = U 0 % 00% 0 n=,9 Carga óhmica Carga indutiva Carga capacitiva U0 = U0 = U0 = U = U = U = U% = U% = U% = n=95 U0 = U0 = U0 = U = U = U = U% = U% = U% = Medida da tensão de curto-circuito U k [Tensão de curto-circuito] Fonte de alimentação Esquema do circuito Tenha em atenção a colocação de uma resistência de 00Ω a limitar a corrente no circuito. Resistência de 00Ω

10 Procedimento. Ligue o circuito de acordo com os esquemas da página anterior.. Depois do professor ter verificado e aprovado o circuito, colocá-lo em funcionamento 3. Ligue a fonte de alimentação e ajuste a tensão da fonte começando em zero até à corrente nominal (I N =,5 A) circular no enrolamento de entrada. 4. Meça e anote na tabela a corrente e a tensão de entrada do transformador. I N [A] Uk [V] Curto-circuito,5 N,5 N3 Calcule as tensões de curto-circuito relativas para as duas relações de transformação do transformador. n=,9 n=95 u K UK = 00% U N u k = u k = Quais as impedâncias internas de curto-circuito que podem ser calculadas? n=,9 n=95 Z K U = I K K Z K = Z K =

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