Apostila2..(2) - Capítulo 3 Transformadores Sistema de...

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Unformatted text preview: Capítulo 3 Transformadores, Sistema de Transmissão e Distribuição 3.1 – Introdução O transformador que estudaremos será o transformador de potência, ou seja, aquele que transfere potência através de um circuito magnético de um enrolamento (primário) até um outro enrolamento (secundário) com tensões e correntes distintas. 3.1.1 – O Uso do Transformador Sabemos que as perdas ôhmicas são dadas por 2 . I R e que as mesmas são dissipadas em um condutor na forma de calor. Em sistemas de transmissão de energia elétrica, é importante diminuir estas perdas para que a potência transmitida seja razoavelmente estável. Sendo a potência (ativa) transmitida igual a φ cos . . I V P = , conseguimos minimizar as perdas por meio da diminuição da corrente e, conseqüentemente, conseguimos diminuir a seção dos condutores. Nestas condições, para mantermos o produto VI constante, o nível de tensão deve ser elevado. Assim, faz-se necessário o uso dos transformadores de potência. Denominamos transformador à máquina estática de corrente alternada capaz de transformar tensão alternada em um nível maior ou menor, mantendo a mesma freqüência. O transformador apresenta dois enrolamentos (primário e secundário, que se encontram isolados um do outro) que são atravessados por um fluxo magnético. O enrolamento que recebe a energia elétrica de uma fonte, chama-se primário. Assim, quando nos referirmos às tensões, correntes e potências deste enrolamento, utilizamos os termos tensão primária, corrente primária e potência primária. O enrolamento que transmite a alguma carga a energia elétrica recebida do enrolamento primário por meio do fluxo magnético comum denomina-se: enrolamento s ecundário . Conseqüentemente, as tensões, correntes e potências deste enrolamento são designadas tensão secundária, corrente secundária e potência secundária. Para intensificar o fluxo magnético comum aos dois enrolamentos, utiliza-se um núcleo fechado comum. Normalmente, este núcleo é feito de material ferromagnético constituído de chapas finas ou lâminas. Há casos em que o núcleo é o ar, ou simplesmente o núcleo não existe. Os transformadores podem ser monofásicos ou trifásicos. 3.2 – Transformador Ideal Estudaremos inicialmente, o funcionamento de um transformador ideal para modelarmos matematicamente seu funcionamento e então introduziremos algumas não idealidades. 3.2.1. – Equações Básicas Um transformador é considerado ideal quando: • Possui núcleo com permeabilidade infinita ( μ = ∞ ), sem perdas (Histerese, Foucault, etc.) e relutância nula ( ℜ =0). • Tem enrolamentos de condutor sem perdas (R=0)....
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