A DETERMINAÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA, RENDIMENTO E REGULAÇÃO DO TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

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- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Inicialmente, verificou-se as características do transformador por meio da placa de informações técnicas presente na carcaça (Figura 1). Dentre tais dados, destacou-se a corrente de nominal para uma tensão primário de , a qual foi de .[pic 2][pic 3]

Figura 1 – Placa com as informações técnicas do gerador

[pic 4]

Fonte: Autores

Em seguida, iniciou-se a montagem do circuito mostrado na Figura 2.

Figura 2 – Esquemático do circuito montado para o ensaio de curto circuito

[pic 5]

Fonte: Gama (2017)

Para a montagem do circuito, foi necessário configurar as conexões entres os terminais do secundário e do primário de modo a obter um transformador . A configuração realizada seguiu à mostrada no painel do transformador, resultando no circuito da Figura 3.[pic 6]

Figura 3 –Conexões no primário e secundário para a relação 220 V/220 V

[pic 7]

Fonte: Autores

Os dois Wattímetros foram ajustados na escala de e as polaridades do amperímetro e do voltímetro acoplados foram determinadas a partir da orientação das correntes e mostradas na Figura 2.[pic 8][pic 9][pic 10]

Já os amperímetro analógicos foram acoplados aos transformadores de corrente e , com os devidos cuidados quanto à polarização, a escala dos amperímetros foram ajustadas para (o máximo).[pic 11]

O terminal de saída da corrente no segundo Wattímetro e o a outra fase da alimentação foram conectados ao multímetro digital, sendo este ajustado para a escala de e tensão alternada. [pic 12]

Por fim, uma caixa de cargas resistivas foi conectada aos terminais do secundário, estando todas as chaves inicialmente abertas.

Assim, após a montagem, obteve-se o circuito exposto na Figura 4.

Figura 4 – Circuito montado

[pic 13]

Fonte: Autores

Logo após a montagem do circuito, estando as chaves da carga abertas, o varivolt foi ligado e sua tensão de saída foi gradativamente aumentada até que o multímetro acusa-se uma tensão de , ou seja, o valor nominal pra .[pic 14][pic 15]

Após tal ajuste, a carga resistiva foi inserida no circuito, fechando quatro de suas chaves (Figura 5) afim de se obter um bom valor de resistência para avalição do mesmo.

Figura 5 – Carga resistiva com quatro chaves fechadas

[pic 16]

Fonte: Autores

Então, verificou-se as tensões e medidas usando o multímetro e as potências mostradas no wattímetros, além das correntes e nos amperímetros. Esses valores foram anotados em uma tabela para posteriormente calcular o rendimento e regulação da transformador e fator de potência do circuito.[pic 17][pic 18][pic 19][pic 20]

Na segunda parte do experimento, estando a Varivolt desligado, foi inserido uma carga capacitiva e uma indutiva em paralelo com a caixa de carga resistivas. Para isto, utilizou-se de caixas de cargas capacitavas e indutivas.

Mediu-se as mesmas grandezas anteriores (, , , , e ) em duas situações: usando apenas as cargas resistivas e indutivas e, na outra, com as três cargas. Com os valores obtidos nas medições, calculou-se o fator de potência para cada situação, assim como a potência reativa para ambas as cargas.[pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26]

- DADOS

A Tabela 2 expõe os dados coletados para uma carga R.

Tabela 2 - Valores de tensão, corrente e potência no primário e secundário

Carga[pic 27]

Medidas

R

V1(V)

229

I1(A)

2,52

P1(W)

560

V2(V)

209

I2(A)

2,34

P2(W)

510

Fonte: Autores

Sabendo da equação da potência, em que: , podemos calcular o fator de potência com os dados da tabela, onde (1):[pic 28]

[pic 29]

(1)

Para a carga R, tem-se no primário:

[pic 30]

Após isso, foi calculado o rendimento com a equação (2):

.[pic 31]

(2)

Para R, tem-se:

[pic 32]

É possível notar que o valor a carga influencia diretamente no rendimento.

Para concluir a primeira etapa deste experimento, foi determinada a regulação do transformador para o carregamento máximo utilizando a seguinte relação (3):

[pic 33]

(3)

A Tabela 3 expõe os dados coletados para as cargas R, RL e RLC.

Tabela 3 - Valores de tensão, corrente e potência no primário e no secundário para as cargas RL e RLC.

Carga[pic 34]

Medidas

R+L

R+L+C

V1(V)

229

226