Materiais Eletricos

ETAPA 1

Aula-tema: Materiais Condutores: características gerais e Materiais

Passo 1

Representar por um desenho manuscrito os principais itens de um transformador elétrico, indicando suas diversas funções e propriedades.

CONCEITO

O transformador, representado esquematicamente na Figura 8.1, é um aparelho estático que transporta energia elétrica, por indução eletromagnética, do primário (entrada) para o secundário (saída). Os valores da tensão e da corrente são alterados, porém, a potência, no caso do transformador ideal1, e a frequência se mantém inalterados.

Figura 8.1 – Representação esquemática de um transformador

1

As principais variáveis que definem o dimensionamento de um transformador são a bitola dos condutores (corrente) e o material isolante utilizado (tensão).

Os enrolamentos de alta tensão (AT) são constituídos por várias espiras de fio fino, sendo que os enrolamentos de baixa tensão (BT) possuem um menor número de espiras com bitola maior.

A razão entre as tensões do primário e do secundário, bem como entre os respectivos números de espiras dos seus enrolamentos, definem a relação de transformação (a) de um transformador. Assim,

Se a>1, o transformador é rebaixador; se a<1, o mesmo será elevador.

Considera-se transformador ideal àquele em que S1=S2, onde S1 representa a potência aparente do primário e S2 a potência aparente do secundário.

Considerando-se que as potências aparentes na entrada e na saída são iguais (S1=S2), as correntes obedecem à seguinte relação:

Portanto:

Assim, fica definida a equação fundamental de transformação.

Os transformadores são utilizados em vários equipamentos do nosso cotidiano, O transformador é um dispositivo que não tem partes móveis, utiliza a lei de indução de Faraday e não funciona com corrente contínua.

Propriedades

O transformador é formado basicamente por duas bobinas com diferentes números de espiras, enroladas em um mesmo núcleo de ferro. O enrolamento primário está ligado a um gerador de corrente alternada e o enrolamento secundário está ligado a uma resistência.

Funcionamento de um transformador

Quando ligamos uma corrente alternada no enrolamento primário é produzido um campo magnético que é proporcional ao número de voltas do fio em torno do metal e a intensidade da corrente aplicada. O fluxo magnético que é produzido chega ao núcleo do braço metálico e sem encontrar resistência chega ao enrolamento secundário.

Após chegar ao enrolamento secundário, por indução eletromagnética, cria-se uma corrente elétrica que tem variação de acordo com corrente do enrolamento primário e também com o número de espiras dos dois enrolamentos. Conforme figuras abaixo:

Passo 2 (Equipe)

Pesquisar sobre as principais ligas metálicas utilizadas em transformadores elétricos,

Indicando as formas de obtenção e preços médios encontrados.

Transformador de baixa tensão é utilizado Alumínio e cobre eletrolítico (180 °c), Bobina de óleo pra resfriar, o circuito magnético é uma chapa de silício, Classe de temperatura 130°c ou F(155°C)

As principais ligas são:

• COBRE

• BRONZE

• FERRO

• SILICIO

• ALUMÍNIO

Preços

Transformador de painéis:

• 1kv - 24,00 a 30,00

Transformador a seco isolado:

• 7kv - 1.800,00 a 7,000. 00

Transformador isolado trifásico:

• 10kva — media 1,300,00

• 225kva 6,000,00

• 750 kva 10,000,00

A óleo varia:

• 1000kva 30,000,00

• 2000kva 51,000,00

Passo 3

Material (metais, ligas metálicas, semicondutores e isolantes): Símbolo Número Peso específico em grama por cm³: Ponto Resistividade

químico: atômico: de fusão em °C: em ohms x mm² / m a 20°C:

Bronze-Alumínio (Cu 90% – Al 10%) - - 7,6 1050 0,1259

Cobre eletrolítico Cu 29 9,05 1080 0,0167

Cobre recozido normal - - 8,89 1085 0,0173

Ferro puro comercial Fe 26 7,85 1538 0,097

Ferro fundido - - 7,874 1500 0,92

Ferro-níquel - - 8,1 1500 0,8126

Silício Si 14 2,33 1414 64 x 107

Alumínio (99,9%) Al 13 2,58 657 0,0284

Alumínio temperado - - 2,703 658 0,0288

Alumínio - - 2,699 660 0,0278

ETAPA 2

Passo 2

Segunda lei de Ohm

Esta lei descreve as grandezas que influenciam na resistência elétrica de um condutor, conforme cita seu enunciado:

A resistência de um condutor homogêneo de secção transversal constante é proporcional ao seu comprimento e da natureza do material de sua construção, e é inversamente proporcional à área de sua secção transversal. Em alguns materiais também depende de sua temperatura.

Sendo expressa por:

Onde:

ρ=