Considere um indutor que possui 30 espiras pelas as quais circula uma corrente elétrica de 2 A. O núcleo do indutor tem seção transversal quadrada de lado igual a 4 cm e comprimento médio de circuito magnético de 300 mm. O núcleo também é laminado com chapas de material ferromagnético de permeabilidade relativa igual a 6000, sendo que a laminação resulta em um fator de empilhamento de 0,85. Para esse indutor determine a densidade de fluxo. E entre as alternativas abaixo marque a alternativa correta referente à densidade de fluxo no núcleo de ferro de um indutor.

De acordo com Chapmam (2013), atualmente, quase todos os principais sistemas de geração e distribuição de potência no mundo são sistemas elétricos trifásicos de corrente alternada, e como esses sistemas trifásicos desempenham um papel importante na vida moderna, é necessário compreender como os transformadores são utilizados dentro deles. Em conformidade com o mesmo autor, os transformadores são circuitos trifásicos que podem ser construídos de uma ou duas maneiras: simplesmente tomar três transformadores monofásicos e ligá-los em um banco trifásico (fig.1) ou construir um transformador trifásico que consiste em três conjuntos de enrolamentos que envolvem um núcleo comum (fig.2).

Relacionado com esse assunto, avalie as afirmativas abaixo, classificando-as em verdadeiras ou falsas. Depois, assinale a resposta correta entre as opções fornecidas.

1. Um transformador trifásico com apenas um núcleo de ferro é: mais leve, de menor tamanho, de custo mais baixo e levemente mais eficiente.
2. O uso de três transformadores monofásicos separados para constituir uma bancada transformadora trifásica tem a vantagem de que cada unidade do banco pode ser individualmente substituída, no caso de ocorrer alguma avaria.
3. Para transformadores trifásicos os cálculos de impedância, regulação de tensão e eficiência são realizados tomando uma fase de cada vez.
4. Para os enrolamentos mostrados nas figuras 1 e 2, em uma configuração Δ-Y, no enrolamento primário, os finais dos três enrolamentos np1, np1 e np3 devem ser conectados e no secundário o final do enrolamento ns1 deve ser ligado início de ns2, o final de ns2 ao início de ns3 e o final de ns3 ao início de ns1.

É correto o que se afirma em

figura 1 - fasores representativos das tensões no secundário do transformador

Considere que uma rede de distribuição de energia está alimentando uma carga elétrica em 60 Hz, que absorvem 12 MW com fator de potência 0,92 atrasado, a partir de uma substação abaixadora. Essa subestação secundária alimenta a carga por meio de um transformador abaixador trifásico de 20 MVA. O transformador está conectado em Y-∆, sendo constituído por três fases cuja relação de transformação é de 10:1. O valor eficaz das tensões senoidais do secundário da estrutura trifásica são representadas pelos fasores mostrados na figura 1. Desprezando os fenômenos não citados associados a operação de transformadores trifásicos, e tendo como base nessas informações, afvalie as afirmações que se seguem, classifique-as em verdadeiras ou falsas, e depois assinale a resposta correta entre as alternativas abaixo.

1. O valor eficaz da corrente que circula na fase do secundário desse transformador é maior que 500 A.
2. O valor eficaz da corrente de linha que circula no primário do transformador é maior que  30 A.
3. O valor eficaz da corretne de fase que cirucula no primário do transformador é maior que 31 A.
4. O valor eficaz da tensão de linha no primário do transformador é maior que 130 kV.
5. O valor eficaz da tensão de fase no primário do transformador é menor que 130 kV.

é correto apenas o que se afirma em

Um transformador abaixador trifásico, conexão estrela no primário e triângulo no secundário, é utilizado para suprir uma carga trifásica equilibrada em 4160 V com fator de potência 0,92 atrasado. A relação de espiras de cada fase é 50:1. A carga consome 950 KW de potência ativa e o transformador está operando na sua condição nominal. Para esse transformador, considerando as grandezas de linha, determine: o valor eficaz da tensão e o valor eficaz da corrente do transformador em seu circuito primário. Determine também a potência nominal do transformador em KVA. Depois marque a resposta correta entre as alternativas disponíveis

Considere que uma rede de distribuição de energia supre cargas elétricas que absorvem 18 MW com fator de potência 0,92 atrasado a partir de uma subestação abaixadora. A subestação alimenta a carga por meio de um transformador abaixador trifásico de 20 MVA que alimenta as linhas de distribuição. O transformador está conectado em Y-∆, sendo constituído por três fases cuja relação de transformação é de 10:1. As tensões senoidais do secundário da estrutura trifásica possuem tensões cujo módulo é 13,8 kV. Com base nessas  informações, pode afirmar que o valor eficaz da corrente de linha no primário do transformador é:

O ensaio à vazio e de curtocircuito de um transformador monofásico de 1,5 KVA,  tensões 127/220 V do primário para o secundário, foram realizados em um laboratório de ensaios.  Os dados obtidos do ensaio à vazio foram: V0 =  127 V, I0 = 200 mA,  W0 = 21 W. Do ensaio de curtocircuito,  as medidas foram:  Vcc =  8,8 V, Icc = 6,82 A,  Wcc = 50 W. Determine os parâmetros do ramo de magnetização circuito equivalente do transformador e marque a resposta correta, entre as alternativas disponíveis.

Dispositivos conversores de energia como indutores e transformadores em sua maioria possuem um núcleo de ferro que tem a importante função de aumentar o fluxo concatenado por unidade de corrente.  No entanto, no núcleo de ferro ocorrem as chamadas perdas no ferro quando o dispositivo conversor de energia entra em operação. Para diminuir essas perdas diversos procedimentos construtivos são aplicados. Avalie as afirmativas abaixo a esse respeito, classificando-as em verdadeiras ou falsas e escolha a resposta correta entre as alternativas disponíveis. 

1. Para minimizar as perdas por frangeamento costuma-se abrir um entreferro no núcleo de ferro dos dispositivos conversores de energia.
2. Os núcleos dos indutores e transformadores são laminados para diminuir as perdas causadas por correntes parasitas
3. Tanto as perdas por histerese como as perdas por correntes parasitas variam com a espessura das chapas do núcleo laminado elevada ao quadrado.
4. Durante a operação dos dispositivos conversores de energia, as perdas por efeito Joule no enrolamento do primário e secundário juntas são desprezíveis, pois os enrolamentos são construídos de fios de mesma bitola.

É correto apenas o que se afirma em

Figura 1. Circuito magnético simples.

Considere o texto que se segue a respeito de circuitos magnéticos, retirado de Umans (2014). “Um circuito magnético consiste em uma estrutura que, em sua maior parte, é composta por material magnético de permeabilidade elevada. A presença de um material de alta permeabilidade tende a confinar o fluxo magnético aos caminhos delimitados pela estrutura, do mesmo modo que, em um circuito elétrico, as correntes são confinadas aos condutores.  Um exemplo simples de um circuito magnético está mostrado na figura 1. Assume-se que o núcleo é composto de material magnético cuja permeabilidade magnética µ é muito maior que a do ar (µ >> µo), em que µ é permeabilidade o núcleo e  µo = 4π10^-7 Ꞷb/Ae.m é a permeabilidade do vácuo. O núcleo tem seção reta uniforme e é excitado por um enrolamento de N espiras conduzindo uma corrente i”. Considerando esses e outros conceitos relativos aos circuitos magnéticos, avalie as afirmativas que se seguem, classifique-as em verdadeiras ou falsas e depois marque resposta correta entre as seguintes opções.

1. Devido à alta permeabilidade do núcleo, uma solução exata mostraria que o fluxo magnético está confinado quase inteiramente ao núcleo, posto que a permeabilidade do ar ao redor do núcleo é muito pequena.
2. Uma solução exata mostraria que as linhas de campo seguem o caminho definido pelo núcleo de ferro e que basicamente a densidade de fluxo é uniforme em uma seção reta qualquer porque a área de seção reta também é uniforme.
3. O campo magnético pode ser visualizado em termos de linhas de fluxo formando laços fechados interligados ao enrolamento do indutor.
4. A fonte do campo magnético do núcleo de ferro é o produto Ni, em ampères-espiras, denominado de força magnetomotriz (FMM) que atua no circuito magnético.

É correto o que se afirma em

Um transformador monofásico de núcleo de ferro abaixador de 100 KVA, 13,8KV/0,22KV, 60 Hz, foi submetido aos ensaios: a vazio e de curto-circuito. Nos ensaios foram utilizados os seguintes medidores: um voltímetro, um amperímetro e um wattímetro. Esses instrumentos foram colocados no lado da baixa tensão no ensaio a vazio e depois no lado da alta tensão durante o ensaio em curto-circuito. Os dados obtidos são os que seguem: 

Vo = 220 V, Io= 900 mA, Wo = 80 W, Vcc = 400 V, Icc = 5 A e Wcc = 1850 W.

A respeito desse transformador avalie as afirmativas a seguir: 

1) a resistência e a reatância do ramo de magnetização RM e XM são ambas maiores que 250 Ω.

2) a impedância percentual do transformador é menor que 4%

3) a reatância equivalente no secundário do transformador é maior que 10 mΩ.

Dispositivos conversores de energia como indutores e transformadores em sua maioria possuem um núcleo de ferro que tem a importante função de aumentar o fluxo concatenado por unidade de corrente. Entretanto quando o conversor de energia entra em operação ocorrem as chamadas perdas no núcleo resultando em aquecimento do equipamento. Para minimizar esse efeito diversos procedimentos construtivos  e operacionais são aplicados.

Figura 1 – núcleo de ferro

Avalie as afirmativas abaixo a esse respeito, classificando-as em verdadeiras ou falsas e escolha a alternativa correta entre as disponíveis.

1. Os núcleos dos indutores são laminados para diminuir as perdas causadas por correntes parasitas
2. Para minimizar as perdas por frangeamento costuma-se abrir um entreferro no núcleo de ferro dos dispositivos conversores de energia.
3. Durante a operação dos dispositivos conversores de energia, as perdas por efeito Joule nos enrolamentos do dispositivo são iguais a zero quando os enrolamentos do primário e secundário são construídos com fios de alumínio com alma de aço.

É correto apenas o que se afirma em