Transformadores e Circuitos Elétricos

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Eletrotécnica Básica: Lista 1_ Av. 2 
1) Imagine que você morava numa cidade cuja tensão (voltagem) nominal é 110 V e 
mudou-se para Natal. Trouxe consigo uma máquina de lavar louça de 1100 W (fp = 1) e 
deseja ligá-la. Pede-se: 
a) Especifique um transformador monofásico para ligar a máquina: potência; 
tensão nominal primária; tensão nominal secundária. 
b) Calcule a relação de transformação do transformador e as correntes primária e 
secundária nominais. 
c) Calcule a corrente secundária e a corrente primária quando a máquina estiver 
ligada. 
d) Desenhe o esquema de ligação: rede elétrica; transformador; máquina. 
 
2) Considere que o enrolamento primário (bobina) do transformador tem 50 espiras. 
Pergunta-se: 
a) Quantas espiras deverá ter no enrolamento secundário? 
b) A corrente nominal do condutor de cobre do enrolamento primário deverá ser 
menor ou maior do que 5 A? E a corrente do enrolamento secundário? 
 
3) Imagine que você precisa ligar, aqui em Natal, uma máquina importada, que tem um 
motor elétrico de indução monofásico, 1 cv (736 W), 110 V, fp = 0,80; rendimento (η) = 
0,80. Pede-se: 
a) Especifique um transformador monofásico para ligar a máquina: potência 
(kVA), tensão primária nominal, tensão secundária nominal. 
b) Calcule a corrente secundária e a corrente primária do transformador quando a 
máquina estiver ligada. 
 
4) Imagine um gerador de corrente alternada monofásico, movido por meio de uma 
“roda d’água” (pequena usina hidroelétrica), que gera 8,8 kW em 220 V. Você precisa 
transmitir essa potência para uma pequena agroindústria, que está localizada a 1 km 
de distância e requer 7,7 kVA (à plena carga) em 220 V. Para diminuir as perdas 
térmicas nos condutores do circuito de transmissão (efeito Joule), bem como a queda 
de tensão, planejou-se transmitir essa potência (7,7 kVA) em 2200 V. Pede-se: 
a) Especifique os transformadores da fonte e da carga: potência, tensões primária 
e secundária nominais. 
b) Calcule as correntes secundárias e primárias quando a agroindústria estiver 
funcionando à plena carga (7,7 kVA). 
c) Desenhe o esquema de ligação da planta (geração, transmissão e carga). 
 
5) Considere que a potência da Questão 4 (7,7 kVA, 2200 V) será transmitida por um 
circuito monofásico, formado por dois condutores de cobre (fase e neutro): 
S = 10 mm2, I = 57 A (corrente nominal), R = 1,5 Ω/km. Pede-se: 
a) A queda de tensão nos condutores do circuito. 
b) A perda por efeito Joule nos condutores do circuito. 
 
6) Repita a Questão 5, agora, considerando, hipoteticamente, que a potência (7,7 kVA) 
será transmitida em 220 V, ou seja, sem a utilização dos transformadores. 
Comparando as questões 5 e 6, você verá, claramente, a importância do emprego dos 
transformadores. 
 Circuito elétrico para as questões 1,2 e 3. 
 
 
 
 
 Circuito elétrico para as questões 4 e 5. 
 
7) De acordo com a numeração Normalizada de bobinado (enrolamentos) de motor elétrico de 
indução trifásico (figura abaixo), pede-se fazer as ligações Estrela (Y), 380 V e Delta (Δ), 220 V. 
 
8) Considere que o motor da Questão 7 tem as seguintes características elétricas: potência 
nominal, Pn motor = 0,75 kW, fator de potência, fp = 0,82, rendimento, η = 83%, ligado em Y, 380 
V, 60 Hz. Sabendo-se que a corrente nominal de um motor de indução trifásico é dada por: 
In motor = Pn motor / (fp x η x √3 x VL) 
Em que: Pn motor= potência (W); fp= fator de potência; η= rendimento; VL=tensão de linha (V) 
Pede-se: 
a) A corrente nominal do motor. Essa corrente é igual a IL? As correntes IL e IF são iguais? 
b) As tensões de fase (nas bobinas). Essas tensões são iguais às tensões de linha? 
 
9) Repita a Questão 8, agora, considerando o motor ligado em ∆, 220 V. 
 
10) Abaixo, é dado um exemplo de PLACA DE IDENTIFICAÇÃO de motores de indução trifásicos 
da WEG. Pede-se ler e interpretar os dados fornecidos. 
 
 
 
11) A figura abaixo mostra a “placa” de um motor. 
 
 
Pede-se: 
a) Identifique e descreva os seguintes dados elétricos fornecidos na placa do motor: 
ligações, tensão de cada ligação (Δ ou Y), corrente de cada ligação, frequência (f), fator 
de potência (fp), número de rotações por minuto (RPM) e rendimento (η); 
b) Calcule a corrente nominal do motor para cada ligação (Δ ou Y) e confira com os 
valores dados na placa. 
 
12) É possível dispor os enrolamentos (bobinas) do Estator (armadura) em diferentes 
formações (arranjos de fábrica) de modo a fornecer diversos números de pares de Polos 
Magnéticos (p) (eletroímãs N-S), por exemplo: p =2, p= 4, p= 6 etc. (sempre número inteiro e 
par, pois, fisicamente é IMPOSSÍVEL separar o polo Norte do Sul e vice-versa). As velocidades 
das máquinas elétricas rotativas de corrente alternada (motores e geradores de CA) dependem 
da frequência e do número de pares de polos magnéticos da máquina. Demonstra-se que a 
relação entre a frequência da rede elétrica, f (Hz), e o número de pares de polos, p, de uma 
máquina elétrica rotativa de CA, é: 
f = (p x n) /120 
Em que: f = frequência (Hz); p = número de polos magnéticos da máquina (sempre número 
inteiro e par); n = velocidade da máquina em RPM (rotações por minuto). 
Diante do exposto, pede-se: 
a) Número de polos (p) do motor; 
b) A rotação do motor em RPM se for ligado numa fonte trifásica de f = 50 Hz. 
 
13) Na figura abaixo está mostrado um transformador trifásico: 3 kVA, 380/173 V, ∆-Y. Este 
transformador é usado para alimentar um forno elétrico trifásico de uma indústria, ligado em 
Y, com resistores de 20 ohms/fase. 
 
 
 
Forno 
Elétrico 
Pede-se: 
a) A relação das tensões de fase do transformador (VAB/Van). 
b) A relação de espiras do transformador. 
c) A relação das tensões de linha do transformador (VAB/Vab). 
d) As correntes do forno no lado Y e ∆ do transformador. 
e) A potência elétrica do forno.