Ficha 01 · Princípios e tipos

Parte I · Princípios

Exercício 1 · Lei de Faraday (10 pts)

a) Enuncia a Lei de Faraday em palavras. b) Por que é que um transformador não funciona com CC? c) Numa bobina de 500 espiras, o fluxo varia de 0 a 10 mWb em 0,01 s. Que tensão se induz?

Exercício 2 · Relação de transformação (15 pts)

Um transformador tem N1 = 1000 espiras, N2 = 50 espiras. Liga-se a 230 V no primário.

a) Que tensão no secundário (em vazio)? b) É elevador ou abaixador? c) Se a carga consume 10 A no secundário, que corrente no primário (ideal)? d) Se a potência aparente nominal é 500 VA, que corrente nominal em cada lado?

Parte II · Construção e perdas

Exercício 3 · Perdas (10 pts)

Um transformador 5 kVA, 230/24V, tem as seguintes perdas em ensaio: - Em vazio: P0 = 50 W. - Em curto: P_cc = 100 W (à corrente nominal).

a) Quais são as perdas no ferro? b) Quais são as perdas no cobre à corrente nominal? c) Calcula rendimento à corrente nominal com cos φ = 1. d) Calcula rendimento a 50% de carga com cos φ = 0,9.

Parte III · Trifásico

Exercício 4 · Designação Dyn11 (10 pts)

Para um transformador Dyn11:

a) Que ligação tem o primário? b) Que ligação tem o secundário? c) Que desfasamento existe entre primário e secundário? d) Onde é usado típicamente?

Exercício 5 · Cálculo prático (15 pts)

Um transformador trifásico Dyn11 tem: - Tensão nominal primário: 15 kV (entre fases). - Tensão nominal secundário: 400 V (entre fases). - Potência nominal: 630 kVA.

a) Calcula a tensão fase-neutro no secundário. b) Calcula as correntes nominais no primário e secundário. c) Que disjuntor MT é necessário no primário (calibre)? d) Que disjuntor BT é necessário no secundário (calibre)?

Parte IV · Tipos especiais

Exercício 6 · Identificação (15 pts)

Para cada aplicação, indica o tipo de transformador adequado:

a) Adaptar 230 V para 24 V para alimentar relés num quadro de comando. b) Estabilizador automático de tensão para um servidor crítico. c) Medir uma corrente de 800 A num quadro industrial. d) Isolar circuito eléctrico de uma sala cirúrgica. e) Subir tensão de 15 kV para 400 kV em saída de central eléctrica.

Exercício 7 · Auto-transformador vs isolamento (10 pts)

a) Que diferença essencial entre auto-transformador e transformador convencional? b) Vantagens do auto-transformador. c) Desvantagens / quando NÃO usar. d) Aplicação onde só se pode usar transformador convencional (não auto).

Parte V · Conceito avançado

Exercício 8 · Curva de magnetização e saturação (15 pts)

Um transformador tem comportamento não-linear devido à saturação do núcleo magnético.

a) Explica o que é a saturação magnética. b) Que acontece se o transformador for ligado a tensão acima da nominal? c) Que é o "inrush current" (corrente de arranque) e quando ocorre? d) Como dimensionar o disjuntor para evitar falsos disparos no arranque?