UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

FACULDADE DE ENGENHARIA – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA

ELÉTRICA

ELE 0941 – ELETROTÉCNICA

Relatório n˚ 03

Polaridade de Transformadores Monofásicos

Número Nome completo Assinatura

Turma 3/Bancada 06

Prof. Fábio Bertequini Leão

Ilha Solteira, 19 de março de 2012

Sumário

Objetivo 3

Resumo 3

Introdução Teórica 3

Materiais 5

Procedimento Experimental 5

Resultados e Discussão 6

Conclusão 8

Referências Bibliográficas 8

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1. Objetivo

Obtenção experimental da polaridade de transformadores monofásicos por meio de dois métodos: método do golpe indutivo e método da corrente alternada.

2. Resumo

Este experimento se realizou com o objetivo de verificar as polaridades de transformadores monofásicos. Para isso foram usados dois métodos que são os métodos usuais de determinação da polaridade dos transformadores, o Método da corrente alternada e o Método do golpe indutivo. Assim foram feitas as ligações necessárias e as medições, de acordo com o roteiro de cada método. Desse modo pode-se verificar de fato como essas polaridades são medidas, e os resultados foram satisfatórios sendo que tanto o método do Golpe indutivo como o da corrente alternada apresentaram os mesmos resultados.

3. Introdução Teórica

O transformador é um dispositivo que abaixa ou aumenta níveis de tensão. Em corrente alternada, isso é importante porque em alguns momentos é necessário fazer essa conversão no processo de transmissão de energia elétrica. Esse aparelho é constituído, basicamente, por duas partes: enrolamentos, que serão percorridos por corrente elétrica e o núcleo, em que é induzido um campo magnético devido à corrente elétrica que circula na bobina. Portanto, os fenômenos físicos que regem o funcionamento de um transformador são modelados pela Lei de Lenz e pela Lei de Faraday.

Nessa prática, será estudado como determinar a polaridade de um transformador. Essa polaridade é dependente da forma como as bobinas do secundário são montadas. Também será possível identificar o primário e o secundário. Num transformador industrial existe uma marcação, mas para esse experimento foi considerado um transformador didático que teve retirada sua marcação.

Por convenção, os terminais do primário são chamados de H1 e H2. Os terminais de secundário de X1 e X2.

Há dois métodos úteis para determinar a polaridade de um transformador: o método do golpe indutivo e o método da corrente alternada. O primeiro consiste em ligar os terminais de tensão superior H1 e H2 a uma fonte de corrente contínua. Instala-se um voltímetro entre esses terminais de modo a se obter uma deflexão positiva ao se ligar a fonte CC. Em seguida se transfere o voltímetro para os terminais do secundário. Desliga-se a tensão de alimentação e se observa o sentido de deflexão do voltímetro. Disso, pode-se concluir que quando as duas deflexões são em sentidos opostos a polaridade é subtrativa. Quando são em sentidos iguais a polaridade é aditiva.

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Fig. 3.1 – Esquema do método do golpe indutivo.

O método da corrente alternada consiste em aplicar uma tensão alternada aos terminais de tensão superior com um voltímetro entre esses terminais. Se a leitura do voltímetro for maior que a segunda, a polaridade é subtrativa; se for menor, aditiva.

Fig. 3.2 – Esquema do método de corrente alternada

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4. Materiais Utilizados

Materiais PatrimônioVariac 1469Voltímetro 3811Transformador 4205Voltímetro Zero Central 142068Amperímetro 3849Fonte de Corrente Contínua -

5. Procedimento Experimental

Neste experimento foram usados dois métodos para determinação da polaridade de transformadores monofásicos, recomendados pela norma ABNT. Os métodos são Método do Golpe Indutivo e Método da Corrente Alternada. Primeiramente foram feitos Testes de polaridade para verificar as polaridades nos diversos terminais do transformador. Para isso foi colocado uma fonte de 80 V de tensão e foram feitos curtos circuitos nas saídas das bobinas, e assim mediu-se a tensão nas bobinas.

5.1. Método do Golpe Indutivo

Neste método foi colocada uma fonte uma fonte de tensão contínua entre os enrolamentos de alta tensão do transformador, onde foi colocado também um voltímetro de zero central. Assim foi ligada a fonte cc e observou-se a deflexão do ponteiro do voltímetro, que deve ser positiva, ou seja, para a direita. Depois se mudou as saídas da fonte cc para os enrolamentos de baixa tensão do transformador e mediu-se a deflexão do ponteiro do voltímetro. Os resultados esperados são os seguintes: → Deflexão no mesmo sentido – Polaridade aditiva → Deflexão em sentido oposto – Polaridade subtrativa

5.2. Método da Corrente Alternada

No método da corrente alternada é aplicada uma corrente alternada nos terminais de alta tensão do transformador e medem-se as tensões no terminal de baixa tensão e entre os dois terminais.Sendo V1, V2 e V3 respectivamente as tensões nos terminais de alta tensão, de baixa tensão e entre os dois terminais, temos que: → Se V3 = V1 - V2 – Polaridade subtrativa → Se V3 = V1 + V2 – polaridade aditiva

Também foi feito medições com o transformador na ligação 220-110 V, e aplicou-se a tensão de 120V no terminal de alta tensão, e mediu-se os valores de V1, V2 e V3.

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6. Resultados e Discussão

6.1 - Testes de Polaridade

Seguindo as orientações para testar a polaridade individual de cada bobina, demonstrada nos procedimentos, temos que a orientação de cada bobina, tanto do primário, quanto do secundário são:

Fig. 5.1 – Procedimento para determinação da orientação de cada bobina.

Sendo o início da seta polo negativo, e o fim o positivo.

6.2 - Método do Golpe Indutivo

Utilizando o método do golpe indutivo descrito nos procedimentos, obtivemos os seguintes resultados:

Ligando o voltímetro de zero central no enrolamento de alta tensão ocorreu uma deflexão do ponteiro para o lado direito, logo em seguida alteramos os pontos de ligação do voltímetro de zero central para o enrolamento de baixa tensão e desligamos a fonte de tensão contínua, observando assim que a deflexão ocorreu para o lado direito do voltímetro. Assim, como foi explicado nos procedimentos, constatamos que o transformador é de polaridade aditiva.

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Fig 5.2 – Método do Golpe Indutivo.

O que podemos salientar sobre o método, é que ele é bastante eficaz para ser utilizado em laboratório, e que ele oferece um reduzido perigo para o usuário, pois ele utiliza tensão e corrente baixas. Mas não seria muito útil em campo, pois seria necessário carregar uma fonte de tensão contínua e um voltímetro de zero central, o que não é muito prático.

6.3 - Método de Corrente Alternada

Utilizando esse método podemos obter os valores de tensão no primário, no secundário, e em todo transformador utilizando o esquema da figura 3.2, as quais foram:

V1= 120V

V2= 120V

V3= 244V

Assim, comprovamos novamente que o transformador é de polaridade aditiva.

Pergunta

Caso o transformador estivesse na ligação 220- 110V e aplicássemos a mesma tensão primária (120V) quanto deveria ser os valores de V1,V2 e V3?

Devido a termos terminado o experimento com sobra de tempo, nós pudemos alterar o fechamento do enrolamento do secundário e fazer esse teste, que resultou em:

V1= 120V

V2= 60V

V3= 184V

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Podemos dizer que esse método, apesar apresentar maior risco que o de Golpe Indutivo, ele é mais prático, pois você só necessita de um voltímetro e de um cabo para fazer o curto-circuito entre o primário e o secundário do transformador.

7. Conclusão

Com os métodos estudados na prática determinou a polaridade do transformador disponível na bancada. Além disso, fizeram-se vários testes que confirmaram a polaridade do transformador. Utilizou-se o método do golpe indutivo e o método da corrente alternada. E, como era esperado, os resultados não foram conflitantes sendo que o transformador era do tipo aditivo.

8. Referências Bibliográficas

[1]. Clube da eletrônica. Disponível em http://www.clubedaeletronica.com.br/Eletricidade/PDF/Polaridade%20de%20transformadores.pdf

[2]. IFSC. Disponível em http://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/images/d/d4/Aru-2009-A7-transformadores0902.pdf

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