Trabalho Laboratorial n.º 4

DEMGi
2º S - 07/08
- Trabalho Laboratorial nº4 - Transformadores -
1. Objectivos
No final deste trabalho laboratorial, deverá compreender e comentar de forma eficiente os
objectivos relatados em seguida.
Conceito de transformação de tensão: Relação de transformação. Corrente de magnetização.
Perdas do transformador. Perdas no Ferro e perdas no cobre. Funcionamento do transformador
em vazio. Funcionamento do transformador em carga. Factor de potência do transformador em
vazio e factor de potência do transformador em carga. Rendimento do transformador. Curva de
rendimento do transformador em função do factor de potência. Entender como vários tipos de
carga (R, L e C) provocam queda de tensão. Transformador monofásico, transformador trifásico
(ligação estrela e triângulo)
2. Material necessário
- 1 transformador monofásico com dois enrolamentos secundários 220/110 V;
- 1 fonte de alimentação monofásica 0-240 V;
- fios condutores
- 1 multímetro;
- 1 wattímetro;
- 1 varímetro;
- 1 bloco de cargas resistivas, indutivas e capacitivas;
M.E. - 2ºano – Lic. Eng. Mecânica e Gestão Industrial – ESTV
1
TL.4
3. Ensaios
NOTA: Antes de proceder à alimentação de qualquer circuito e depois de ter verificado as ligações, peça ao docente
para verificar as ligações. NUNCA ligue o circuito sem ter sido verificado pelo docente.
1ª Parte – Transformador em vazio
Considere o transformador monofásico com dois enrolamentos secundários iguais (figura 1).
Figura 1- Transformador monofásico
1.1 Ligue a fonte de alimentação ao transformador depois de a ter regulado em 220V. Este valor
corresponde à tensão nominal do transformador?
1.2 Meça e registe a tensão no primário do transformador, e em ambos os secundários.
1.3 Calcule a razão de transformação.
1.4 Qual a corrente no primário do transformador? E no secundário? (é suficiente a análise de
um dos secundários).
1.5 Meça o valor das perdas no ferro, ligando o wattímetro ao primário do transformador. Indique
qual o factor potência. A que se devem as perdas no ferro? Justifique.
1.6 A partir deste ponto desligue o circuito. Qual o valor das perdas por efeito de Joule?
1.7 Calcule a impedância do transformador em vazio.
1.8 Qual o significado da corrente que surge no primário (I10) quando o transformador está em
vazio?
ME - 2ºano – Lic. Eng. Mecânica e Gestão Industrial – ESTV
2
TL.4
2ª Parte – Transformador em carga (puramente óhmica)
Considere o transformador monofásico com dois enrolamentos secundários iguais da figura 2.
Figura 2
2.1 Conecte uma carga resistiva com o comutador secundários do transformador. Alimente o
transformador secundário? Corresponde ao valor esperado?
2.2 Qual a corrente no primário do transformador? E no secundário?
2.3 Qual o valor das perdas no cobre?
2.4 Indique quais as perdas no ferro.
2.5 Qual o rendimento do transformador? (Neste ponto terá de ligar o wattímetro também ao
secundário. Para tal desligue o circuito. Retire o wattímetro do primário do transformador após ter
efectuado as leituras necessárias e religue-o agora no secundário antes da carga).
2.6 Calcule qual a potência nominal do transformador. Para facilidade assuma o transformador
como ideal.
ME - 2ºano – Lic. Eng. Mecânica e Gestão Industrial – ESTV
3
TL.4
3ª Parte – Transformador em carga (óhmica, indutiva e capacitiva) – estudo da queda de
tensão
e rendimento
3.1 Analise cada uma das situações seguintes: - Carga R; Carga RL; Carga RC. Ligue sempre as
cargas em paralelo com o comutador sempre na posição 7 (R, L ou C). Serão realizadas quatro
montagens distintas, onde deverá registar e calcular as grandezas a seguir.
Após ligação do circuito proceda à alimentação do transformador (tensão nominal deste).
Figura 3
ME - 2ºano – Lic. Eng. Mecânica e Gestão Industrial – ESTV
4
TL.4
3.2 Refira-se ao rendimento do transformador em função de cada tipo de carga estudado.
Recorra à curva de carga do transformador que aprendeu na aula teórica.
3.3 Comente os fenómenos ocorridos para cada carga, relativamente à queda de tensão
registada.
4ª Parte – Transformador trifásico em vazio
Alimente o transformador trifásico disponível em laboratório ligando-o em triângulo-estrela.
(Verifique os valores nominais antes de alimentar o circuito)
Registe os valores de tensão, corrente, potência activa e reactiva nos enrolamentos primários e
secundário.
5ª Parte – Transformador trifásico em vazio – tomadas de transformação
Aumente a tensão de saída em 15% no secundário através das tomadas do transformador e
volte a repetir o ponto alimente o transformador trifásico ligando-o em triângulo-estrela.
Registe os valores de tensão, corrente, potência activa e reactiva nos enrolamentos primários e
secundário. Compare com o ponto anterior.
6ª Parte – Transformador trifásico em vazio – tomadas de transformação
Repita a 5ª parte ligando ao transformador uma carga RL, cujo conjunto represente uma corrente
inferior a 2A.
ME - 2ºano – Lic. Eng. Mecânica e Gestão Industrial – ESTV
5