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Experiência 1 – Circuitos Trifásicos Equilibrados 1- Objetivo * Rever as relações de tensão, corrente, potência e diagramas de fasores em sistemas trifásicos. * Analisar o comportamento dos sistemas trifásicos para ligações estrela e triângulo. * Introduzir o estudo do comportamento de redes, quando excitadas por fonte de seqüência positiva, negativa e zero. 2- Materiais utilizados to nut*ge * OI * 01 -k 03 – Variac – Multimetrod ta:,”. Alicate ampe – Medidor RLC 1 orlo 3500 – Medidor de sequ de tase 100-500V – 60HZ Bobinas de 1200 espiras (Ri 14,5 0) – Bobina com 100 espiras Banco de 6 resistores de 1 22 Ohms GANZ * Cabos com pinos tipo banana 3- procedimento Experimental C-l ) Determinação das impedâncias Determinação do módulo e argumento das impedâncias que deverão ser ligadas com as resistências de 610 no 4. 2. z sen cp O segundo processo permite obter melhor precisão, pois a medlda de R com a ponte introduz maior erro que a leitura dlreta do cos Ç. . Montar o circuito abaixo: 2. Estudar a posição do voltímetro (1, 2 ou 3) que introduz menor erro na leitura. Comentário: a posição 3 foi adotada para a medição. 3. Para vários valores de tensão aplicada à impedância com a requência constante, medir a corrente e o cos cp (observar que a corrente nominal de Z não deve ser ultrapassada). Comentário: os valores medidos foram da tensão aplicada e da corrente do circuito. O cos cp foi calculado. Mesmo assim, foi possivel o cálculo de XL. 4.

Determinar o valor da resistência ôhmica da impedância com corrente contínua, através de ponte de precisão. Comentário: RL foi medido com o medidor RLC, e é igual à 15,10. 5. Com as leituras obtidas, determinar o valor de XL. Obs. : Para cada tensão aplicada, a indução B no núcleo da indutância varia, e portanto varia, pois a relutância do circuito agnético vana (p vana). por essa razão é conveniente elaborar a tabela abaixo, que permite obter para cada valor de tensão aplicada, o respectivo valor de XL.

Valores Medidos Valores Calculados VOI)I I (rnA)l RL (Q)l 10 3,86 | 4,05 | 4,21 | 4,40 | 4,57 | 4,75 | 4,90 | 5,03 | 5,14 | 190,0 | 961 5,24 | 5,28 | 210,0 | 104,3 5,34 | 5,40 | 2,72E-02 88,44 1,47 1035,20 | 1035,09 110,5 | 72,4 | 120,0 | 75,6 | 15,1 | 1587,30 1587,23 | 9,51 E-03 89,45 130,0 | 78,4 | 150,0 | 83,8 | 20,4 | 29,8 15,1 30,4 | 37,3 40,0 | 43,1 50,0 | 48,3 15,1 60,0 | 53,0 70,4 | 57,2 15,1 80,1 | 61,2 90,0 | 64,9 1131,97 1 308,74 00,2 | 68,9 | 15,1 | 1454,28 1454,20 | 1,04E-021 89,41 15,1 | 1526,24 1526,17 | 9,89E-031 89,43 15,1 | 1658,16 1658,09 | 9,11E-03 89,48 1789,91 1846,89 1895,26 1938,65 140,2 | 81,3 | 15,1 | 1724,48 1724,41 160,5 | 86,9 | 15,1 | 1845,95 170,2 | 89,8 | 15,1 | 1895,32 180,3 | 93,0 | 15,1 | 1938,71 | 1789,98 15,1 | 1977,11 684,55 | 684,40 2,21 EOI 88,74 | 1,82 | 815,01 | 814,87 1,85E-021 88,94 | 2,16 | 928,07 | 927,95 1,63+021 89,07 | 2,46 | 1,46E-021 89,16 275 1132,08 | 1,33+021 89,24 300 1230,77 1230,68 1,23E-021 89,30 326 1308,82 | 89,34 3,47 1386,75 | 1386,67 1,09+021 89,38 368 1 8,76E-03 89,50 | 8,44+03 89,52 8,18+03 89,53 | 7,97+03 89,54 1 89,55 1977,05 | 89,56 200,0 | 100,5 | 151 220,0 | 108,1 | 15,1 | 1990,05 | 15,1 | 2013,42 | 2035,15 1989,99 | 7,59E-031 89,57 2013,37 | 7,50E-031 89,57 2035,10 | 7A2E-031 89,57 108,1 | 15,1 | 2035,15 C-2-A) Ligação Estrela 2035,10 | 7,42E-03 89,57 5,40 1 . Associar as impedâncias medidas no item anterior em série com resistência de 610 obtida da caixa de resistência de carga. 2. Com as associações série RL de cada fase, montar um circuito trifásico em estrela alimentando essa carga por fonte trifásica simétrica a 3 fios. 3.

Determinar experimentalmente: As tensões de fase na carga – As tensões de linha na carga As correntes de fase e de linha Cálculos Teóricos Para: VAB = 100300 (V) VAN = 57,700 R = vac- 100-900 (V) VBN 14,5 n = 10015000/) XL = 11300 Como VNN’=OV e considerando perdas nulas na linha, temos: As correntes de fase e de linha da carga estrela serão as mesmas: Comparativo entre valores medidos e calculados ITEM C-2-A Ligação estrela I Medido I Teórico Erro Justificativa para os desvios I Tensões e correntes na carga ESTRELA I VAN’ (V) 58,3 57,7 | 1 | Os erros abaixo de 5% estão dentro do esperado. Erros apresentados acima de 5 vido a erro de exatidão PAGF 10 Os erros abaixo de 5% estão dentro do esperado.

Erros apresentados acima de 5%, podem ser devido a erro de exatidão dos equipamentos utilizados, erro de leitura (leitura muito rápida, sem establlização do valor lido) elou arredondamento nos cálculos. I VBC’ (v) | 100 | 100 1 VC’A’ (v) | 100 | 100 IA (rnA)1 55,7 50,95 IB 59,6 50,95 1 IC (mA) 54,3 50,95 1 1 Neutrol IN (mA) VNN’ 35,50 0,00 Houve um valor de VNN’, porque nem todas as impedânclas possuem exatamente o mesmo valor, desequilibrando a carga. 4. Demonstrar graficamente no relatório usando apenas as eituras dos voltímetros, a relação de fase (300) entre a tensão de fase e linha, e também a relação entre seus módulos. Como visto C-2-B) Ligação Estrela a 4 Fios Aterrada 1.

Interligar os pontos N e N’ montando um sistema trifásico a quatro fios e para essa nova ligação determine: – A tensão VNN’ – A corrente de neutro As correntes de fase e linha -As tensdes de fase e de linha VAN 57,700 VAB 100300 (V) vac = 100-900 (v) VBN R -610 14,5 n circuito. Como VNN’=OV, temos: A corrente de neutro é: ITEM C-2-B Llgação estrela aterrada Tensões e correntes na carga ESTRELA I VAN’ (V) 67,4 57,7 | 4,39% | Os valores de fase medidos foram diferentes, pois a bancada não estava com um aterramento correto, e o ponto de neutro estava flutuante. (V)1 62,0 57,7 VCN’ 001 63,8 57,7 VA’B'(V) 100 100 | Os erros abaixo de 5% estão dentro do esperado.

Erros apresentados acima de 5%, podem ser devido a erro de exatidão dos equipamentos utilizados, erro de leitura (leitura muito rápida, sem estabilização do valor lido) elou arredondamento nos cálculos. vg•c’ (v) | 100 | 100 1 IA (mA)1 58,9 50,95 IB (TIA) 58,5 50,95 1 IC (mA) 52,8 50,95 1 Neutro I IN (mA) 27,50 | 0,00 | Houve um valor de INN’, porque nem todas as impedâncias possuem exatamente o VNN’ I- Obs. : Para as ligações dos . 2. 2 anteriores, construir de fase e linha da carga. C-3) Ligação Triângulo igar a carga em triângulo como no esquema abaixo e alimentar com o mesmo sistema trifásico simétrico dos itens anteriores. 2.

Determinar experimentalmente: As tensões de fase e linha na carga – As correntes de fase e linha na carga para: VAB = 100300 (V) VAN = 57,700 (V) R = vac- (V) 14,50 VCA= 1001 soa(v) XL = 1130o As correntes de fase da carga em triangulo são: As correntes de linha da carga em triangulo são: TEM c-31 Ligação estrela triângulo Tensões e correntes na carga TRIANGULO I VA’B’ (V) 100 100 | Os erros abaixo de 5% estão dentro do esperado. Erros apresentados acima de 5%, podem ser devido a erro de exatidão dos equipamentos utilizados, erro de leitura (leitura muito rápida, sem estabilização do valor lido) elou vg•c’ (v) | 100 | 100 000% 3. Demonstrar no relatório a relação entre as correntes de linha e de fase utilizando apenas as leituras do amperímetro. para seq 4.

Construir em relatório um diagrama de fasores com tensões e correntes de fase e de linha na carga. C-4) Relação entre as Potências Absorvidas na Ligação Estrela e Triângulo 1 A potência ativa absorvida por cada fase de uma carga, para qualquer tipo de ligação é dada por , onde é o fator de potência da respectiva fase. Calcule a potência total absorvida pela carga nas ligações Y, Yaterrada e e compare. Ligação Estrela: Ligação Estrela Aterrada: Ligação Triângulo: c-5) Comportamento de uma Carga em Y sem Aterramento para Alimentação de Sequência Positiva, Negativa e Zero 1 . Ligar três resistências (R=122Q) em Y e alimentar pelo sistema trifásico anterior suposto de seq (+), como indicado na figura que segue: .

Medir a corrente e a tensão de uma das fases e obter que é a impedância à passagem da corrente de seq (+) 13 = 459 Para as medições: VAN’ 58,SV VB’N’ = 58,6V IA 467mA 456mA Cálculos da impedância de seq(+): 4. Alimentar as cargas por uma fonte de tensão de seqüência ZERO e repetir as leituras. Lembrar que a fonte de sequência zero é um conjunto de três tensões iguais em módulo e fase; valendo portanto o raciocínio abaixo: Tensões de Fase medidas: VAN’ = VB’N’ = VC’N’ = 59,1V Correntes de Fase medidas: C-6) Comportamento de uma Carga Ligada em Y com Aterramento Quando Alimentada por Seqüência Positiva, Negativa e Zero 1. Interligar os pontos N e N’ e repetir os três ensaios anteriores, isto é, medir a tensão e a corrente de fase na carga quando almentada por sequência positiva, negativa e zero. 2.

Determine novamente para as três seqüências respectivamente a impedância à passagem da corrente de seqüência (+), (-) e Seqüência Positiva VAN’ = 57,SV VB’N’ = 57,7V VC’N’ = 56,7V IA = IB 451mA IC = 456r-nA Cálculos da impedância d de circuitos elétricos equilibrados com cargas ligadas em triângulo e estrela, com e sem conexão entre neutros. Foi possível, também, verificar o comportamento de uma bobina ubmetida a diferentes valores de tensão. Observou-se que o valor da corrente não foi linear em relação à tensão. Isso ocorre porque a indução no núcleo da indutância varia conforme a tensão; variando, assim, o valor da impedância. Conforme comentado no relatório, os erros apresentados tiveram justificativa. Um deles foi a avaria encontrada no neutro da bancada, influenciando nos valores de fase da fonte. Outro detalhe apresentado foi o valor de INN’ e VNN’ não serem nulos na experiência.

Conclui-se então, que os valores reais das impedâncias não são totalmente equivalente, desequilibrando a carga. or último, verificamos o funcionamento de uma carga estrela equilibrada quando alimenta por uma fonte de sequência zero, a qual consiste em três tensões iguais em módulo e fase. Observamos que a corrente nas cargas foi nula. Isso porque nesta configuração não há retorno para a corrente alternada “passar”, então, não há circulação de corrente. Quando interligamos os neutros, aí sim, circulou corrente nas cargas. 5 – Referências Bibliográficas * Apontamentos de aula realizados no laboratório. * Junior, Aberbal de Arruda Penteado. Apostila de Laboratório de eletrotécnica aplicada. Universidade de Mogi das Cruzes