Questões de Concurso sobre Ensaios de máquinas e transformadores

 
 
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Um profissional da área de elétrica está encarregado de realizar um ensaio em um transformador para determinar sua relação de transformação. Ele decide utilizar um equipamento de teste adequado para executar o ensaio. Qual dos seguintes procedimentos de ensaio é o mais apropriado para determinar a relação de transformação em um transformador?


A

Aplicar uma tensão conhecida no enrolamento primário do transformador e medir a tensão resultante no enrolamento secundário.


B

Medir a potência de carga do transformador durante a operação normal e usar essa informação para calcular a relação de transformação.


C

Utilizar um multímetro para medir a resistência do enrolamento primário do transformador.


D

Utilizar um megôhmetro para medir a resistência do enrolamento primário do transformador.

Os ensaios em vazio (sem carga) e em curto-circuito são tipicamente utilizados na determinação dos parâmetros dos transformadores trifásicos de tensão. Em ambos os ensaios, são medidas a tensão de linha aplicada, a corrente de linha e a potência ativa trifásica. A potência ativa trifásica medida no ensaio de curto-circuito corresponde às


A

perdas por histerese no núcleo magnético.


B

perdas por correntes parasitas de Foucault no núcleo magnético.


C

perdas ôhmicas por efeito joule nos condutores dos enrolamentos.


D

perdas adicionais.

A análise de transformadores normalmente é realizada por meio de ensaios. Os ensaios são utilizados para determinar as constantes e os parâmetros do transformador. Em relação aos ensaios de transformadores, é correto afirmar que


A

o ensaio de curto-circuito é utilizado para determinar as perdas no núcleo e o rendimento do transformador.


B

o ensaio de circuito aberto é utilizado para encontrar a impedância equivalente do transformador.


C

o ensaio de circuito aberto é realizado com a aplicação de tensão no enrolamento primário (alta tensão) de um transformador.


D

o ensaio de curto-circuito é realizado com a aplicação da tensão nominal de operação secundário no transformador (baixa tensão) e um curto-circuito nos terminais primários (alta tensão).


E

o ensaio de circuito aberto é realizado com aplicação de tensão nominal ao terminal secundário (baixa tensão) do transformador e mantendo-se os terminais primários (alta tensão) em aberto.

Durante os ensaios para determinação dos parâmetros do circuito equivalente de um transformador monofásico de 44 kVA, 220 x 4.400 V, foram encontrados os seguintes valores:

Ensaio

Circuito Aberto *

Curto-Circuito **

Tensão Aplicada [V]

220 V

360 V

Corrente [A]

6,2 A

10,0 A

Potência [W]

880 W

2.800 W

* Tensão aplicada no lado de Baixa Tensão, com lado de alta tensão em aberto.

** Tensão aplicada no lado de Alta Tensão, com lado de Baixa Tensão em curto-circuito.


Considerando os valores encontrados no ensaio, a resistência equivalente às perdas no núcleo desse transformador referenciada ao lado de baixa tensão corresponde a:


A

28,0 Ω.


B

30,5 Ω.


C

36,0 Ω.


D

46,3 Ω.


E

55,0 Ω.

O transformador de potência é o equipamento principal de uma subestação. A manutenção periódica desse equipamento assegura o seu bom desempenho e minimiza a probabilidade de interrupção do fornecimento de energia. O óleo mineral isolante, presente no tanque principal do transformador, é um dos itens avaliados durante essa manutenção. Dos testes a seguir, qual é aquele que revela a presença de umidade no óleo isolante do transformador?


A

Tensão interfacial.


B

Rigidez dielétrica.


C

Cor do óleo.


D

Acidez do óleo.

Um transformador monofásico 110/220 V foi submetido aos ensaios de circuito aberto e de curto-circuito, com frequência nominal. As grandezas medidas em cada ensaio são mostradas no quadro a seguir.

Ensaio

Tensão [V]

Corrente [A]

Potência [W]

Circuito aberto

110

0,5

50

Curto-circuito

10

2

16

O ensaio de circuito aberto foi realizado pelo lado de baixa tensão e o ensaio de curto-circuito foi realizado pelo lado de alta tensão. Foi realizado um ensaio adicional com carga, sendo as potências medidas no primário e secundário do transformador, respectivamente, 300 W e 240 W. Levando em conta as grandezas medidas, visando à obtenção do circuito equivalente do transformador, analise as seguintes afirmativas e assinale a alternativa correta.


I. A resistência que representa as perdas no núcleo, referida ao lado de baixa tensão, é igual a 220 Ω.

II. A resistência equivalente dos enrolamentos do primário e do secundário, referida ao lado de alta tensão, é igual a 4 Ω.

III. A reatância de dispersão equivalente dos enrolamentos do primário e do secundário, referida ao lado de baixa tensão, é igual a 0,75 Ω.

IV. O rendimento do transformador no ensaio com carga foi de 80%.


A

Somente as afirmativas I e II estão corretas.


B

Somente as afirmativas I e III estão corretas.


C

Somente as afirmativas II e III estão corretas.


D

Somente as afirmativas I, II e IV estão corretas.


E

Somente as afirmativas II, III e IV estão corretas.

Analise as afirmativas abaixo sobre transformadores de potência.


1. As perdas por histerese em um transformador são inversamente proporcionais à frequência de excitação magnética.

2. A regulação de tensão de um transformador é definida com sendo a variação de tensão no secundário quando se passa da condição sem carga para carga nominal.

3. O ensaio de circuito aberto é normalmente utilizado para encontrar a impedância equivalente em série.


Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.


A

É correta apenas a afirmativa 1.


B

É correta apenas a afirmativa 2.


C

É correta apenas a afirmativa 3.


D

São corretas apenas as afirmativas 1 e 2.


E

São corretas apenas as afirmativas 2 e 3.

Ensaios de curto-circuito e a vazio foram realizados em um transformador para obtenção dos parâmetros elétricos ilustrados na figura a seguir.


Imagem associada para resolução da questão


Os parâmetros RT = 5 Ω, XT = 9 Ω, Ra = 50 Ω e Xm = 90 Ω correspondem, respectivamente, aos valores totais de resistência e reatância dos enrolamentos e resistência e reatância do núcleo, todos representados no lado de baixa tensão. Sabendo-se que o transformador é de 1 MVA, 110 V/ 220 V, assinale a alternativa na qual os valores da impedância total dos enrolamentos e da impedância total associada ao núcleo, respectivamente, estão corretamente referenciados no lado de alta tensão.


A

1,25 + j2,25 Ω e 12,5 + j22,5 Ω


B

2,5 + j4,5 Ω e 25 + j45 Ω


C

20 + j36 Ω e 152,8 + j84,9 Ω


D

20 + j36 Ω e 200 + j360 Ω


E

152,8 + j84,9 Ω e 20 + j36 Ω

Um transformador monofásico 625 V/125 V foi submetido ao ensaio em vazio e os dados desse ensaio estão listados a seguir:

-

  1. tensão: 125 V.
  2. corrente: 5 A.
  3. potência: 250 W.

-

Diante do exposto, a resistência que representa as perdas do circuito magnético referida ao lado de alta tensão é


A

0,02.


B

0,5.


C

2,5.


D

12,5.


E

62,5.

Um transformador monofásico de 50 kVA, 10 kV / 250 V, 60 Hz foi submetido a testes para determinação dos parâmetros do seu circuito equivalente. A tabela exibida na sequência indica os resultados para os ensaios a vazio e de curto-circuito.

-

Ensaio

Tensão

medida

(v)

Corrente medida (A)

Potência ativa medida (W)

Lado de medição

Curto-circuito

1000

5

1450

alta tensão

(10 kV)

A vazio

250

4

2000

baixa tensão

(250 V)

-

Se o circuito representado a seguir for considerado como referência para a determinação dos parâmetros equivalentes do transformador, quais os valores obtidos de RT e Ra, respectivamente?

-

Imagem associada para resolução da questão


A

5 Ω e 2 kΩ.


B

10 Ω e 100 kΩ.


C

25 Ω e 15 kΩ.


D

58 Ω e 50 kΩ.


E

62,5 Ω e 200 Ω.

Uma máquina síncrona de 320 V, 80 kVA, 8 polos, 60 Hz, ligada em estrela, foi submetida a um ensaio de curto-circuito onde foram medidas correntes de 3,20 A e 80 A, respectivamente, para a corrente de campo e corrente de armadura. Sabendo-se que esse motor tem uma reatância síncrona de 0,8 pu, a corrente de campo que seria medida em um ensaio a vazio é:


A

2,56 A


B

4,00 A


C

64,00 A


D

100,00 A

A respeito dos ensaios realizados em um transformador de potência real (monofásico) para a obtenção de seus parâmetros elétricos, está correto o que se afirma em:


A

No ensaio a vazio aplica-se a tensão nominal em um enrolamento e obtêm-se, com base em instrumentos de medidas, os parâmetros associados às perdas nos enrolamentos do primário e secundário.


B

A corrente de magnetização de um transformador será puramente senoidal sempre que uma tensão senoidal for aplicada a um dos enrolamentos.


C

No ensaio de curto-circuito, um dos enrolamentos é curto-circuitado e é aplicada tensão nominal no outro enrolamento para a obtenção dos parâmetros associados aos enrolamentos do primário e secundário.


D

A corrente de perdas no núcleo de um transformador é sempre linear consoante o fluxo magnético circulante no mesmo, sendo denominada corrente de excitação a componente necessária para suprir perdas no núcleo.


E

A componente de corrente responsável por suprir as perdas por histerese é proporcional à variação temporal do fluxo magnético; ademais, quanto maior a saturação no núcleo, maior será a presença de componentes harmônicas.

Em um transformador monofásico de 10 kVA, 2000 V/200 V eficazes com frequência de 60 Hz, foram realizados ensaios de circuito aberto e curto-circuito, obtendo-se os seguintes resultados:


  1. Ensaio em vazio: 200 V; 0,866 A e 100 W (realizado pelo lado de baixa tensão)
  2. Ensaio em curto-circuito: 100 V; 5 A e 200 W (realizado pelo lado de alta tensão)


Com base nessas informações, pode-se afirmar que o circuito equivalente aproximado visto pelo lado de baixa tensão é:


A

Imagem associada para resolução da questão


B

Imagem associada para resolução da questão


C

Imagem associada para resolução da questão


D

Imagem associada para resolução da questão

Os ensaios realizados em transformadores e máquinas elétricas são essenciais para a determinação de parâmetros e indicadores de desempenho desses equipamentos. Um dos parâmetros determinados por meio de ensaios de motores de indução é a perda total por efeito Joule nos enrolamentos. Essa perda é determinada a partir do


A

ensaio a vazio.


B

ensaio de separação de perdas.


C

ensaio com tensão contínua.


D

ensaio de rotor bloqueado.

Os ensaios a vazio e com rotor bloqueado são utilizados para determinar o circuito equivalente do motor de indução trifásico. Considerando as informações possíveis desses dois ensaios, podem-se obter


A

as perdas magnéticas a partir do ensaio a vazio.


B

as perdas por atrito e ventilação a partir do ensaio de rotor bloqueado.


C

as resistências do rotor, aplicando cerca de 10% da tensão nominal no ensaio a vazio.


D

as resistências do estator, aplicando a tensão e a frequência nominal com rotor bloqueado.

A respeito dos ensaios nos transformadores, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta a(s) correta(s).


I. No ensaio de curto circuito, é aplicada uma tensão no enrolamento de alta tensão até atingir o valor de corrente nominal no enrolamento de baixa tensão.

II. No ensaio de circuito em aberto, é aplicada a tensão nominal no primário, enquanto o secundário se encontra em aberto.

III. No ensaio de curto circuito, é aplicada uma tensão no enrolamento de alta tensão até atingir o valor de tensão nominal no enrolamento de baixa tensão.

IV. O ensaio de circuito em aberto pode ser utilizado para se obter as perdas no núcleo do transformador.


A

Apenas I, II e IV.


B

Apenas II e III.


C

Apenas III e IV.


D

Apenas I e IV.


E

Apenas II.

Em um transformador monofásico de 50 kVA, 2400/120 V, foram realizados os ensaios de circuito aberto e de curto-circuito. Os dados obtidos foram:


1- Teste com instrumentos no lado de baixa tensão do transformador e lado de alta tensão em circuito aberto:


leitura do wattímetro – 400 W

leitura do amperímetro – 10 A

leitura do voltímetro – 120 V


2- Teste com instrumentos no lado de alta tensão do transformador e lado de baixa tensão em curto-circuito:


leitura do wattímetro – 800 W

leitura do amperímetro – 20 A

leitura do voltímetro – 92 V


A partir desses ensaios, pode-se verificar que a resistência elétrica equivalente referida ao lado de baixa do transformador é


A

0,005 Ω.


B

0,01 Ω.


C

2 Ω.


D

4 Ω.

Observe a figura e o quadro a seguir.


Ramo magnetizante do transformador

Imagem associada para resolução da questão


-------------Dados de ensaio a vazio

Tensão a vazio

Potência a vazio

Corrente a vazio

200 V

100 W

1 A


A figura mostra o ramo magnetizante de um transformador monofásico de 5 kVA, 1 kV/ 200 V, 60 Hz, cujo ensaio a vazio, feito pelo lado de baixa tensão, resultou nos dados apresentados no quadro. A partir dos dados do ensaio, obtém-se os valores aproximados de Rm e Xm, respectivamente, iguais a


A

400 Ω e 200 Ω.


B

400 Ω e 230 Ω.


C

200 Ω e 400 Ω.


D

200 Ω e 230 Ω.

Um técnico de laboratório, durante o ensaio de um transformador monofásico, deve aplicar tensão alternada no lado de tensão superior até fazer circular a corrente nominal no enrolamento primário. Se o transformador possui valores nominais 880 VA, 220/110 V, a corrente, em amperes, que circulará no enrolamento primário vale:


A

0,125


B

0,25


C

4


D

8

Em um ensaio em curto-circuito de um transformador monofásico, é possível obter


A

as perdas no ferro.


B

a perda no cobre do enrolamento secundário.


C

a potência reativa gasta pelo transformador.


D

a resistência de magnetização.


E

a reatância indutiva de magnetização.

   
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