CONVERSÃO DE ENERGIA


Seja o circuito equivalente de um transformador ideal mostrado na figura abaixo. O transformador alimenta uma carga puramente resistiva a partir de uma fonte de corrente alternada senoidal ligada ao seu enrolamento primário. Utilizando a regra dos pontos para determinar se os indutores magneticamente acoplados mostrados na figura possui uma conexão aditiva ou subtrativa, pede-se: escolha de maneira correta qual dos conjuntos de equações disponíveis representam a relação entre as grandezas do transformador. 


- R1i1+ L1di1/dt - M12di2/dt= v1

- R2i2+ L2di2/dt + M12di1/dt= 0


R1i1+ L1di1/dt + M12di2/dt= v1

R2i2+ L2di2/dt - M12di1/dt= 0


R1i1+ L1di1/dt - M12di2/dt= v1

R2i2+ L2di2/dt + M12di1/dt= 0


R1i1+ L1di1/dt + M12di2/dt= v1

R2i2+ L2di2/dt + M12di1/dt= 0


R1i1+ L1di1/dt - M12di2/dt= v1

R2i2+ L2di2/dt - M12di1/dt= 0

Em muitas aplicações é desejável o comportamento linear do material magnético de um transformador. Como o núcleo é de material ferromagnético para se conseguir esse comportamento normalmente adota-se o seguinte procedimento: Marque a resposta correta entre as alternativas disponíveis.


Diminui-se o número de espiras do enrolamento do primário do dispositivo


Constrói-se o núcleo do indutor com ferro laminado dopado com silício


Abre-se um gap de ar no núcleo de ferro do indutor


Aumenta-se a corrente que circula no enrolamento do primário do dispositivo


O núcleo de ferro do indutor é construído com seção reta quadrada

O circuito magnético mostrado na figura 1 é referente a um indutor com núcleo de material ferromagnético. Considerando que o fluxo magnético está totalmente confinado no núcleo do indutor e de posse dos seguintes dados: N= 340 espiras, μr= 5000, B=1,2 Wb/m2, profundidade = 60 mm, determine a indutância desse dispositivo conversor de energia. Depois, marque a resposta correta entre as alternativas disponíveis.

                                                                     Figura 1 - configuração do circuito magnético e suas dimensões


880 mH


2, 29 H


1,29 H


300 mH


229 mH

Uma carga elétrica com fator de potência 0,8 atrasado é acoplada ao secundário de um transformador elevador, em qual lado, a tensão eficaz é 2400 V, e consome 10 kW de potência ativa. A tensão no primário do transformador é igual a 220 V. Para esse transformador e para essa condição de operação com carga, avalie as afirmativas que se seguem:

  1. a corrente no primário do transformador é maior que 56 A
  2. a relação de transformação do transformador é menor que 0,1
  3. a potência aparente que o transformador fornece a carga é menor que 12,22 kVA

é correto o se afirma em


1 e 2 apenas


3 apenas


1 e 3 apenas


2 e 3 apenas


2 apenas

As tensões senoidais descritas pelos fasores na forma polar: VAB = 11,95 - j6,9 kV; VBC = -11,95 - j6,9 kV; VCA = 0 + j13,8 kV  compõem a saída de um gerador síncrono trifásico que alimenta um transformador trifásico elevador, no qual o enrolamento do primário está conectado em ∆ e o enrolamento do secundário em Y. A relação de transformação de cada fase da estrutura é de 1 para 20,92. Pode-se afirmar corretamente que o valor eficaz da tensão de linha no secundário do transformador é igual a:


239 kV


440 kV


500 kV


138 kV


750 kV

Uma unidade industrial consome 1 MW de potência ativa com fator de potência 0,92 atrasado a partir de um rede trifásica de distribuição de 13,8 KV, utilizando um transformador ∆-Y. A tensão entre a fase e neutro do transformador que supre o sistema industrial é de 220 V. Determine a tensão de linha no primário e no secundário, e a corrente de linha no primário e no secundário desse transformador. Depois, marque a resposta correta entre as alternativa elencadas a seguir.


VL1 = 13,8 kV; IL1 = 26,255 A; VL2 = 220 V; IL2 = 1600 A.


VL1 = 7967,43 V; IL1 = 26,255 A; VL2 = 220 V; IL2 = 1000 A.


VL1 = 13,8 kV; IL1 = 0,001 A; VL2 =127 V; IL2 = 2000 A.


VL1 = 13800 V; IL1 = 45,475 A; VL2 = 381 V; IL2 = 1646,9 A.


VL1 = 7967,43 V; IL1 = 45,475 A; VL2 = 220 V; IL2 = 950,9 A.

Seja um indutor com núcleo de ferro, em qual, a relação fluxo magnético concatenado e a corrente que circula em sua bobina é descrito pelas equações abaixo. 

λ =   2i2+4i,  se 0 ≤ i ≤ 2

λ =   5i + 6,  se 2 < i ≤ 20

Para esse indutor, esboçe a curva característica λ x i e determine a energia armazenada no indutor se a corrente for elevada de 0 a 3 A.


41,17 ± 2% J
51,17 ± 2% J
61,17 ± 2% J
71,17 ± 2% J
31,17 ± 2% J

Transformadores de potência normalmente são construídos na forma trifásica e as diferentes maneiras de conectar os enrolamentos do primário e do secundário do dispositivo determinam suas aplicações. Dentro dessa perspectiva, avalie as afirmativas que se seguem a respeito de aplicações de transformadores trifásicos, classifique-as em verdadeiras ou falsas e assinale a resposta correta entre as alternativas fornecidas.

 Transformadores com conexão D-Y (triângulo-estrela) são adequados para aplicações, em quais, tensões são abaixadas para suprir cargas a quatro fios, por possuírem o neutro acessível no secundário.  Transformadores com conexão de enrolamento primário em D (delta) e secundário em Y (estrela) são inadequados interligar geradores a linhas de transmissão, pois o secundário em Y é impróprio para ser submetido as altas tensões da linha de transmissão. Transformadores com conexão delta-zigzag são adequados para aplicações envolvendo retificadores trifásicos que alimentam linhas de transmissão de corrente contínua.

 

É correto apenas o que se afirma em


somente 3 e 1
somente 3
somente 3 e 2
somente 1
somente 2 e 1

Considere o indutor de núcleo de ferro apresentado na figura 1, formado pelo material 1 na base do núcleo do dispositivo, pelo material 2 no restante do núcleo a menos do gap de ar. A permeabilidade relativa do material 1 é 150% maior que a permeabilidade relativa do material 2, que possui valor µR2=2545.  A indutância desse dispositivo é igual 300 mH, a seção transversal do núcleo é quadrada, sua corrente nominal é igual a 1,5 A e a permeabilidade no vácuo é µ0= 4p10-7 Wb/Ae.m. Desprezando o espraiamento, determine o número de espiras do enrolamento desse indutor e marque a resposta correta entre as alternativas que se seguem.         

Figura 1 - representação esquemática de um indutor com núcleo de ferro


465
555
546
456
564

Considere que uma rede de distribuição de energia está alimentando cargas elétricas em 60 Hz, que absorvem 12 MW com fator de potência 0,92 atrasado a partir de uma subestação abaixadora. Essa estação secundária alimenta a carga por um transformador abaixador trifásico de 15 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 as informações acima, pode afirmar que o valor eficaz da corrente e tensão de linha no primário do transformador são respectivamente:


54,57 A; 239 kV
54,57 A; 138 kV
545,7 A; 13,8 kV
31,51 A; 239 kV
31,51 A; 138 kV
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