DISCENTE: GUSTAVO SANTOS DO AMARAL

1 DISCENTE: GUSTAVO SANTOS DO AMARAL DIOGO PALERMO GONÇALVES JOÃO FABIO BARBOSA MERLIN TRANSFORMADORES Rosana Junho de 2018 2 DISCENTE: JOÃO FABIO BARBOSA MERLIN GUSTAVO SANTOS DO AMARAL DIOGO PALERMO GONÇALVES TRANSFORMADORES Laboratório de Física, Campus Experimental de Rosana UNESP - Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, do curso Engenharia de Energia. DISCENTE: JOÃO FABIO BARBOSA MERLIN GUSTAVO SANTOS DO AMARAL DIOGO PALERMO GONÇALVES Rosana Junho de 2018 3 AMARAL, G. S.; GONÇALVES, D. P. MERLIN, J. F. B. Transformadores. 2018. 12f. Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus Experimental de Rosana, 2018. RESUMO Para o experimento em que consiste medir o rendimento de transformadores foi possível obter resultados bem próximos do esperado. Também o experimento consiste com estes resultados fazer uma comparação de transformadores supostos ideais com os das perdas acentuadas. A variação de tensão consequentemente da corrente devido ao transformador, aplicamos uma tensão no primário para depois colher os valores das tensões no secundário do transformador, e percebemos que a tensão foi reduzida, porem a corrente aumentou. Palavras-chave: Transformadores; Física III. 4 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 5 2. OBJETIVO................................................................................................................7 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ...................................................................... 7 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................ 9 5. CONCLUSÃO........................................................................................................ 10 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 11 5 1. Introdução Um transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, transformando tensões, correntes e ou de modificar os valores das impedâncias elétricas de um circuito elétrico. [1]. Inventado em 1831 por Michael Faraday, os transformadores são dispositivos que funcionam através da indução de corrente de acordo com os princípios do eletromagnetismo, ou seja, ele funciona baseado nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz, onde se afirma que é possível criar uma corrente elétrica em um circuito uma vez que esse seja submetido a um campo magnético variável, e é por necessitar dessa variação no fluxo magnético que os transformadores só funcionam em corrente alternada. [2]. Um transformador é formado basicamente de enrolamento formado de várias espiras que em geral são feitas de cobre eletrolítico e recebem uma camada de verniz sintético como isolante. O núcleo em geral é feito de um material ferro-magnético e o responsável por transferir a corrente induzida no enrolamento primário para o enrolamento secundário. Esses dois componentes do transformador são conhecidos como parte ativa, os demais componentes do transformador fazem parte dos acessórios complementares. Uma força eletromotriz � = � . �� �� . é aplicada ao primário. Todas as características elétricas do primário tais como tensão, corrente, número de espiras das bobinas recebem nomes de índice 1 para o primário e índice 2 para o secundário. Figura 1 – Esquema de um transformador Fonte: SPINDOLA, Guilherme. Entre um esquema de transformadores, as bobinas podem ser montadas de duas formas, tais como na forma de elevador, como o próprio nome já diz, elevando a tensão de uma bobina para a outra, além do transformador que 6 funciona como abaixador, reduzindo a tensão de uma bobina para outra, ou seja, as duas realizam trabalhos inversos. Em um transformador ideal, onde são desprezadas as perdas nas bobinas, de acordo com a lei de Faraday, a Fem (Força Eletromotriz) é a mesma na primeira e na segunda bobina. Sendo assim: � � =� � (1) O cálculo do rendimento é utilizado para saber-se houve perde de uma bobina para outra, através da fórmula: = � � = � � � � (2) A ddp (diferença de potencial) induzida em uma bobina é proporcional ao número de espiras (n), como mostra a equação (3). �� �� = �� �� = �� �� (3) O fluxo magnético é dado através da área delimitada pelas espiras que constituem a bobina, atribuído pela taxa de variação do fluxo magnético. [3]. 7 2. Objetivos O objetivo do experimento é realização de um estudo prático da utilização dos transformadores, analisar as propriedades de diferentes bobinas, podendo relacionar com leis e teorias estudados em aula teórica 3. Materiais e métodos Figura 2 – Materiais utilizados para montagem do experimento Fonte: Elaborada pelo próprio autor... 01 Armadura alta em U sem perfuração, em aço silício laminado; 01Armadura baixa em U sem perfuração, em aço silício laminado; 01 bobina de 300 espiras, 2,25 mH sem núcleo; 01 bobina de 600 espiras, 9,70 mH sem núcleo; 01 bobina de 900 espiras, 23,2 mH sem núcleo; 01 multímetro; 8 01 lâmpada LED; Cabos para realizar as ligações do circuito. O experimento trata-se de uma comparação entre a diferença de potencial de uma bobina e outra, onde ambas devem ser montadas de mesma forma, analisando seus resultados de mesma natureza. Foram realizados 4 analises (apresentadas abaixo), de cada situação: A primeira utilizando a bobina de 900 e 300 espiras; A segunda utilizando a bobina de 900 e 600 espiras. 1º Experimento: Multímetro s/ núcleo Incialmente é colocada as bobinas, sendo a de maior número de espiras ligada a uma tomada de 110V e a de menor ligada a um multímetro. Os resultados de tensão e corrente foram registrados e analisados. 2º Experimento: Multímetro com núcleo Aproveitando o sistema montado no 1ºexperimento, deve adicionar o núcleo, assim esperando resultados distintos do procedimento primário. 3º Experimento: Lâmpada s/ núcleo Deve colocar as bobinas, sendo a de maior número de espiras ligada a uma tomada de 110V e a de menor ligada a uma lâmpada. Analisando sua intensidade. 4º Experimento: Lâmpada com núcleo Aproveitando o sistema montado no 3ºexperimento, deve adicionar o núcleo, assim esperando resultados distintos do procedimento primário. 4. Resultados e discussões Bobina de 900 e 300 espiras Os resultados da tensão e corrente foram registrados na tabela 1. Apresentada em seguida. 9 Tabela 1 – Tensão, corrente das bobinas de 900 e 300 espiras Tensão (V) Corrente (A) C/ Núcleo 42 2,71 S/ Núcleo 18,5 2,08 (Tabela 1 – Elaborado pelo próprio autor). A luminosidade produzida pela lâmpada foi muito baixa com a presença do núcleo e nula na falta do mesmo. Bobina de 900 e 600 espiras: Os resultados da tensão e corrente foram registrados na tabela 2. Apresentada em seguida. Tabela 2 – Tensão, corrente das bobinas de 900 e 600 espiras Tensão (V) Corrente (A) C/ Núcleo 84,9 1,35 S/ Núcleo 38,7 1,05 (Tabela 2 – Elaborado pelo próprio autor). A luminosidade produzida pela lâmpada foi alta com a presença do núcleo e mediana na falta do mesmo. 10 5. Conclusão Os resultados obtidos comprovam uma parte da teoria formada por Faraday. Presenciamos que a partir de uma diferença de potencial obtemos uma corrente no sistema, que com a presença da mesma, é produzido um campo magnético. No experimento foi possível analisar a variação de tensão e corrente, utilizando diferentes bobinas. Com a obtenção dos dados, é possível encontrar o valor do campo magnético produzido pela corrente das espiras à partir da Lei de Biot Savant. . 11 6. Referências [1] BRUM, Bruno. Transformadores – Info escola. Acesso: https://www.infoescola.com/eletricidade/transformadores/ . Consultado: 01 de Junho de 2018; [2] MUNDO DA ELÉTRICA. Tipos de transformadores. Disponível em: <https://www.mundodaeletrica.com.br/tipos-de-transformadores/ > Acesso em: 01 de Junho de 2018; [3] SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, Mark Waldo; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. FÍSICA 12. ed. São Paulo, SP: Pearson Addison Wesley, c2008-2009 vol 3.