Impedâncias e
Polaridade dos transformadores
Impedâncias
O que é uma Impedância?
Genericamente, significa uma medida de impedimento ou oposição a algo;
A idéia de impedância costuma relacionar-se fundamentalmente com a transferência de energia. É a oposição que um circuito elétrico faz à passagem de corrente quando é submetido a uma tensão.
Todo material apresenta impedância, em maior ou menor grau. Materiais condutores: apresentam baixa impedância, Materiais isolantes: apresentam altas (ou altíssimas) impedâncias
Impedâncias
A impedância é medida em Ohms (Ω).
Materiais condutores apresentam poucos Ohms de resistência, enquanto materiais isolantes apresentam milhares de Ohms de impedância.
A letra “Z” é indicada para representar a impedância elétrica.
IVZ 22
LXRZ
Impedâncias
22 XRZ A Impedância (Z) de um circuito alternado será então
a soma vetorial da resistência + reatância.
Entretanto a reatância pode ser: Reatância capacitiva: quando inserido no circuito um capacitor; Reatância indutiva: quando inserido no circuito um indutor (bobina);
22 )( CL XXRZ
Impedâncias
Imaginaria
Real
22 )( CL XXRZ Soma vetorial
XC
XL
R
Representação no plano complexo das impedâncias do resistor, indutor e capacitor
Impedâncias
Em um circuito de tensão contínua, como não existe reatância capacitiva nem reatância indutiva, a impedância é igual à resistência.
22 )( CL XXRZ
É por esse motivo que muitas vezes pessoas pensam que resistência e impedância são sinônimos. Isso só é válido para circuitos de tensão contínua.
Impedâncias
Exemplo de como calcular a impedância (Z):Calcule a impedância em um circuito onde a reatância total é 20Ω e a resistência é 100 Ω.
20100 jZ
A letra "j" é representação de número
imaginário. Números imaginários
normalmente são representados pela letra "i". mas em eletrônica a letra "i" indica corrente.
ATENÇÃO100R20X
Imaginaria
Real100
20
22 20100 Z
102Z
Reflexão de Impedâncias
É possível refletir uma impedância do primário do transformador para o secundário e vice-versa.
Em algumas situações este artifício facilita a solução de um problema específico, tornando sua solução mais simples.
Em outras, é possível determinar a relação de transformação de um transformador capaz de realizar o casamento de impedâncias entre a fonte e a carga, possibilitando obter a máxima transferência de potência.
A equação descrita abaixo permite refletir uma impedância do secundário (Z2) para o primário (Z1) .
Reflexão de Impedâncias
Exemplo:Para um transformador de núcleo de ferro da figura abaixo, determine:a) A impedância de entrada do transformador.
2000
10022 RXRZ
mAI
S
s
VVV
IZV
S
S
SSS
20010.100.2000
.3
1) Encontrar a tensão:
2) Encontrar tensão no primário:
VV
VNN
VV
P
P
S
P
S
P
1600540
200
3) Encontrar corrente no primário:
mAIIm
NN
II
PPS
P
P
S 5,12540100
4) Encontrar a impedância no primário:
kmAI
VZP
PP 128
5,121600
Reflexão de Impedâncias
Exemplo (mesmo exemplo):Para um transformador de núcleo de ferro da figura abaixo, determine:a) A impedância de entrada do transformador.
SP ZaZ .2
1) Aplicando a fórmula reflexão de impedância:
Falta a relação de transformação, que pode ser calculada por:
2000
10022 RXRZ
mAI
S
s
8540
aNNaS
P Então:
kZZ
ZaZ
P
P
SP
1282000.8
.2
2
Polaridade dos transformadores monofásicos
Os bornes dos transformadores são colocados sobre uma tampa ficando a tensão mais alta de um lado e a mais baixa do outro.
Bornes para maior tensão:São identificados com H
Bornes para menor tensão:São identificados com X
A ABNT recomenda que os terminais de tensão superior sejam marcados com H1 e H2 e os de tensão inferior com X1 e X2.
Identificação dos bornes:
Os enrolamentos do transformador são marcados para indicar os terminais de mesma polaridade.
O ponto que aparece no símbolo do transformador indica que no instante de tempo em que a tensão é positiva no terminal que está marcado com o ponto, no enrolamento primário, as demais tensões também serão positivas em todos os demais terminais dos enrolamentos secundários que estão marcados com o ponto.
Polaridade dos transformadores monofásicos
Polaridade:
A polaridade dos transformadores depende de como são enroladas as bobinas dos enrolamentos primário e secundário.
Polaridade dos transformadores monofásicos
Polaridade:
Entrando no plano (folha)
Saindo do plano
Enrolamento no mesmo sentido
Enrolamento no mesmo sentido
Polaridade subtrativa: os enrolamentos estão no mesmo sentido, e não haverá defasagem entre a entrada e saída.
Polaridade dos transformadores monofásicos
Polaridade Aditiva ou Subtrativa:
I1 I2
N1 N2
Polaridade aditiva: os enrolamentos estão no sentido contrário, então haverá defasagem de 180º entre a entrada e saída.
Polaridade dos transformadores monofásicos
Polaridade Aditiva ou Subtrativa:
I1 I2
N1 N2
1º Identificar qual é o lado primário e qual é o secundário; 2º Energiza-se o primário e meça o primário e o secundário. No exemplo temos: V = 220VAC na alta e V = 127V na baixa. 3º Ligue um terminal que será sua referência comum no terminal do lado secundário; 4º Meça os outros dois terminais.
Polaridade dos transformadores monofásicos
Identificando a polaridade (método corrente alternada):
H1 H2
X1 X2
Primário
Secundário
220VRMS
127VRMS
Curto Volt
347VRMS
Se a medida for a soma entre a tensão de entrada e a tensão de saída
o transformador possui polaridade oposta, ou seja, aditivo.
1º Identificar qual é o lado primário e qual é o secundário; 2º Energiza-se o primário e meça o primário e o secundário. No exemplo temos: V = 220VAC na alta e V = 127V na baixa. 3º Ligue um terminal que será sua referência comum no terminal do lado secundário; 4º Meça os outros dois terminais.
Polaridade dos transformadores monofásicos
Identificando a polaridade (método corrente alternada):
H1 H2
X1 X2
Primário
Secundário
220VRMS
127VRMS
Curto
Se a medida for a diferença entre a tensão de entrada e a tensão de saída o transformador possui polaridade no mesmo sentido, ou seja, subtrativo.
Volt
93VRMS
FIM