2. Suponha que o primário do transformador anterior tinha 800 espiras. Qual será o número de espiras do secundário?

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1 1. Um transformador tem a seguinte característica: 220/110 V. Responda as seguintes questões: a) 0 transformador é redutor ou elevador? b) Indique o valor da tensão no primário e a do secundário. c) Calcule a sua relação de transformação. 2. Suponha que o primário do transformador anterior tinha 800 espiras. Qual será o número de espiras do secundário? 3. Considere um transformador de 100/300 V, com 300 espiras no enrolamento primário. a) Indique as tensões no primário e do secundário b) Calcule a relação de transformação c) Calcule o número de espiras no secundário 4. Ao aplicar-se 220 V a 500 espiras do primário de um transformador, obteve-se no secundário 150 V. a) 0 número de espiras do secundário b) A tensão que se obteria no secundário se se aplicassem no primário os mesmos 220 V mas apenas a 400 das suas espiras. c) A tensão que se obteria no secundário se se aplicassem no primário os mesmos 220 V mas agora a 600 espiras. 5. Ao aplicar 100 V a 200 espiras do primário de um transformador obteve-se no secundário 40 V. a) 0 numero de espiras do secundário. b) A tensão que se obteria no secundário se se aplicassem no primário os mesmos 100 V, mas apenas a 100 das suas espiras. c) A tensão que se obteria no secundário se se aplicassem no primário os mesmos 100 V mas agora a 400 espiras. 6. Aplicou-se 150 V ao primário de um transformador que tem 300 espiras. Obteve-se no secundário 250V. a) 0 número de espiras no secundário b) A tensão que se obteria no secundário se fossem utilizadas no secundário apenas 400 espiras. c) A tensão que se obteria no secundário se se utilizasse no secundário 600 espiras. 7. Resolva problema idêntico ao anterior, supondo que agora o número de espiras no primário é de 350 espiras. 8. Pretende-se construir um transformador que eleve a tensão da rede de 220 V (50 Hz) para 400V. Cálculos efectuados permitiram-nos seleccionar para secção do núcleo o valor de S= 15 cm 2. 0 transformador deve trabalhar com uma indução máxima (Bm) de 1,3 Tesla. a) 0 número de espiras que deve ter o primário. b) 0 numero de espiras que deve ter o secundário. c) A intensidade da corrente em vazio, sabendo que a linha de força média do núcleo tem um comprimento de 45 cm. d) 0 fluxo no núcleo (valor eficaz). 9. Resolva problema idêntico ao anterior supondo que a tensão no primário é de 200 V (50 Hz) e no secundário é de 150 V; Bm = 1,5 T. Os restantes valores são idênticos.

2 10. Pretende obter-se, no secundário do transformador, dois níveis de tensão (U2 e U'2). A tensão da rede é 220 V. 0 número total de espiras no primário e no secundário é respectivamente de 600 espiras e 50 espiras. a) 0 valor de U2. b) A posição da tomada no secundário (número de espiras) que permite obter U' = 8 V. 11. Pretende-se construir um transformador monofásico para funcionar a 220/15 V, 50 Hz, com 30 espiras no secundário. b) 0 valor máximo do fluxo. c) 0 valor máximo da indução, se a secção do núcleo for de 13 cm Para se calcular o numero de espiras dos enrolamentos de um transformador fez-se um enrolamento auxiliar com 12 espiras enroladas em volta do núcleo. Aplicando uma tensão de 220 V no primário, mediu-se no secundário uma tensão de 120 V e no enrolamento auxiliar uma tensão de 3 V. Calcule o número de espiras do primário e do secundário deste transformador. 13. Pretende-se rebobinar o secundário de um transformador, alimentado a 220 V, com 500 espiras no primário. Calcule o numero de espiras no secundário para obter neste: a) 110V b) 300 V 14. Queimou-se o enrolamento secundário de um transformador de 220/180 V. Pretende-se que calcule o número de espiras a bobinar, sabendo que ao aplicar 220 V no primário mediu-se, num enrolamento auxiliar com 20 espiras, uma tensão de 60 V. 15. Pretende-se construir um transformador de 220/500 V (50 Hz). A secção do núcleo deverá ser de 11 cm 2 e o número de espiras no secundário de b) 0 numero de espiras no primário: c) 0 valor máximo da indução magnética. d) 0 valor máximo do campo magnético e) 0 valor eficaz da corrente em vazio, supondo que l = 40 cm. 16. Um transformador de 110/220 V (50 Hz} tem no primário 300 espiras. Sabendo que ele foi construído para trabalhar com uma indução máxima de 1,6 Tesla, calcule: a) A secção do núcleo (cm 2 ). b) 0 fluxo máximo φ m (mwb). 17. Um transformador de 220/100 V (50 Hz) foi construído para trabalhar com uma indução máxima de 1,3 Tesla. Sabendo que o número de espiras em cada enrolamento está dependente da secção do núcleo escolhida (e esta está dependente da potência a fornecer), calcule, nas três situações seguintes: a) 0 numero de espiras N 1 e N 2 se a secção do núcleo for de 12 cm 2. b) 0 numero de espiras N 1 e N 2 se a secção do núcleo for de 15 cm 2. c) 0 número de espiras N 1 e N 2 se a secção do núcleo for de 10 cm Um transformador de 220/60 V foi construído para trabalhar com uma indução máxima de 1,5 Tesla. Sabendo que o número de espiras no primário e de 600 e a secção do núcleo de 9,18 cm 2, calcule: a) A frequência da rede. b) 0 número de espiras no secundário. 19. Um transformador de 220/110 V foi construído para trabalhar a 60 Hz, com uma indução máxima de 1,4 Tesla. A secção do núcleo e de 14 cm 2. a) 0 número de espiras no primário e no secundário. b) Os novos números de espiras, se pretendesse ligar o mesmo transformador (mantendo a indução) a 50 Hz.

3 Nota: - Os problemas que se seguem dizem respeito ao transformador ideal. 20. Um transformador de 220/110 V tem uma potência nominal de 100 VA. Calcule as intensidades nominais do transformador. 21. Um transformador monofásico fornece, num dado instante, a uma carga indutiva (cos φ 2 =0,7) uma intensidade de 5 A, sob uma tensão de 130 V. A tensão no primário é de 220 V. a) Calcule as potências aparente, activa e reactiva no secundário. b) Calcule a impedância da carga. c) Calcule a intensidade no primário. d) Calcule o factor de potência no primário. e) Sabendo que a intensidade nominal no primário é de 5 A, calcule: i) A intensidade nominal no secundário. ii) A potência nominal do transformador. iii) A impedância nominal da carga. 22. O transformador da figura tem no primário e no secundário respectivamente 4000 espiras e 700 espiras. A tensão no primário é de 1500 V. A carga nominal Zcn é de 30 Ω com um factor de potência de 0,6. b) A tensão no secundário. c) As intensidades no secundário e no primário. d) A Potência nominal do transformador. e) A potência activa consumida. 23. Na figura está representado um transformador que alimenta uma carga Zc=100 Ω (cos φ=0,8). O primário tem 1000 espiras. a) A tensão aplicada à carga. b) A relação de transformação. c) A intensidade no primário. d) A potência activa absorvida à rede. 24. Pretende-se construir um transformador monofásico com as seguintes características: 220/380 V, 50 Hz, 12VA. Sabendo que o núcleo deverá ter uma secção de 2 cm 2 e uma indução máxima de 1,1 Tesla, calcule: b) O número de espiras no primário. c) O número de espiras no secundário. d) A intensidade nominal no secundário. e) A intensidade nominal no primário ) Resolva problema semelhante ao anterior, com as seguintes diferenças: potência nominal igual a 600 VA, secção do núcleo igual a 24 cm 2. 2) Compare os resultados obtidos nos dois problemas, atendendo às diferenças das suas características. 26. Calcule a potência indicada pelo wattímetro representado na figura. (Z 1 = 40 Ω; cos φ 1 = 0.7; R 2 = 50 Ω). nesta situação? enrolamento secundário de um transformador tem 120 espiras e fornece uma corrente de 5 A a 24 V. Pretendemos rebobinar o secundário de modo a obter nele uma tensão de 36 V, mantendo constante a sua potência nominal. a) Calcule a sua potência nominal. b) Qual deverá ser o número de espiras do novo enrolamento? c) Qual a intensidade nominal do secundário, secundário de um transformador debita 15 A, sob uma tensão de 5000 V, a uma carga indutiva cujo factor de potência e 0,8. A relação entre as espiras é:

4 N1 1 = N a) A potência activa no secundário. b) A potência aparente. c) A potência reactiva. d) A tensão no primário. e) A intensidade no primário f) 0 factor de potência do transformador Um transformador de 220/110 V, 600 VA, tem no primário 500 espiras. a) a) Calcule as intensidades nominais no primário e no secundário. b) b) A impedância nominal da carga. c) c) Se ligar o secundário a uma carga de 30 Ω (cos ϕ=0,8), calcule: i) As intensidades no primário e no secundário. ii) As potências activa, reactiva e aparente no secundário. iii) As potências activa, reactiva e aparente no primário. d) Calcule o quociente entre a potência aparente do ponto 3 e a potência nominal do transformador e conclua. 30. Um transformador de 200 kva, com três enrolamentos, foi construído para 2400 V no primário tendo no secundário dois enrolamentos, um para 600 V e o outro para 240 V. 0 primário tem 200 espiras; a potência nominal de cada enrolamento do secundário e de 100 kva. a) 0 número de espiras de cada enrolamento do secundário. b) A intensidade nominal no primário. c) A intensidade nominal em cada um dos enrolamentos do secundário. d) A intensidade de corrente no primário quando no enrolamento de 240 V passa uma corrente de intensidade 300 A e no enrolamento de 600 V passa uma corrente de intensidade 100 A (cos ϕ = 1). 31. Um transformador de 150/220 V, 600 VA, está a trabalhar num dado momento a 2/3 da sua carga nominal. A carga Zc tem um factor de potência de 0,7. a) A intensidade nominal do secundário. b) A intensidade absorvida pela carga Zc a que está ligado. c) 0 valor da impedância Zc. d) As potências activa, reactiva e aparente absorvidas pela carga Zc. e) Se Zc diminuísse, as potências consumidas seriam maiores ou menores? 32. Um transformador de uma maquina de soldar, ligada a 220 V, tem 1200 espiras no primário, com tomadas nas 1 000ª, 800ª e 600ª espiras. 0 secundário tem 100 espiras; a potência nominal do transformador é 1500VA. a) A intensidade nominal no primário. b) b) As tensões que se podem obter no secundário para as diversas posições das tomadas (1200, 1000, 800 e 600 espiras). c) A intensidade de corrente mais elevada no secundário quando o primário é percorrido por 6 A. d) A intensidade de corrente mais elevada no primário quando o secundário é percorrido por 30 A. 33. Uma bobina não pura com 60 Ω de resistência e80 Ω de reactância é alimentada a 120 V por um transformador. A intensidade absorvida no primário é 654 ma. a) A impedância e o factor de potência da carga. b) As potências activa, reactiva e aparente no secundário. c) A tensão da rede a que o transformador está ligado. 34. Um transformador de 1000/220 V tem uma potência nominal de 3 kva. a) 0 número máximo de lâmpadas incandescentes de 75 W que é possível alimentar com este transformador. b) 0 número máximo de lâmpadas fluorescentes de 75 W (cos þ = 0,6) que é possível alimentar com este transformador. c) Compare os dois resultados e conclua acerca da importância de o factor de potência ser elevado. 35. Pretende-se construir um transformador para alimentar uma carga indutiva cuja potência é de 100 W, intensidade máxima de 4 A e factor de potência de 0,6. 0 transformador é ligado à rede de 220 V (50 Hz).

5 a) A resistência e a reactância da carga. b) A tensão que o secundário deve fornecer. c) A potência nominal do transformador. d) 0 número de espiras no primário e no secundário se o núcleo do transformador tiver uma secção de 15 cm 2 e a indução máxima for de 1,4 Tesla. 36. Considere um transformador de 220/150 V,1000 VA. a) Verifique se este transformador pode alimentar 5 cargas iguais, ligadas em paralelo, com uma resistência individual de 75 Ω e cos ϕ=0,8. b) Qual o número máximo possível de cargas? c) Qual a potência activa máxima na situação da alínea b)? d) Qual a potência activa máxima que se forneceria se as cargas fossem resistivas puras e no mesmo número da alínea b). e) Compare os resultados das alíneas c) e d). 37. Um transformador de 220/120 V tem uma potência nominal de 300 VA. a) Calcule a intensidade nominal do secundário. b) Calcule a impedância nominal da carga. c) Este transformador pode alimentar uma carga cuja impedância é de 40 Ω? d) E pode alimentar uma carga cuja impedância é de 60 Ω? e) Qual é então a impedância mínima que o transformador pode alimentar? 38. A figura representa um transformador e três cargas (uma resistência, uma bobina e um condensador). Ao ligar no secundário cada uma das cargas individualmente, embora a corrente I 2 indique sempre o mesmo valor, o wattímetro indica respectivamente para cada caso os seguintes valores: P 2A = 100 W, P 2B = 50 W, P 2C = 5 W. Admite-se que a tensão é constante. Calcule. a) A impedância de cada carga. b) 0 factor de potência de cada carga.