Problema 92-8   Fonte:   Exemplo 2-3 - página 66 -    FITZGERALD, A. E. , KINGSLEY, Charles Jr. , UMANS, Stephen D. -    Livro: Electric Machinery - 5th ed. - McGraw-Hill - 1990.

O transformador 50 kVA, 2.400:240 V cujas constantes são dadas no problema anterior é usado para diminuir a tensão na extremidade de carga de um alimentador cuja impedância é 0,30 + j1,60  Ω. A tensão V₁ no lado de alta tensão do alimentador é 2.400 V.

Encontre a tensão nos terminais secundários do transformador quando a carga estiver conectada ao seu secundário e consumindo a corrente nominal do transformador. O fator de potência da carga está 0,80 atrasado. Despreze as quedas de tensão no transformador e no alimentador causadas pela corrente de excitação.

Solução do Problema 92-8

Na Figura 92-8.1 vemos a representação do transformador com todos os valores referenciados à alta tensão, onde a impedância equivalente do transformador é representada de acordo com a eq. 92-08. Assim, o valor de impedância equivalente é igual a Z_eq = 1,42 + j 1,82  Ω. Por outro lado, a impedância em série combinada (Z_total) do transformador e do alimentador é igual a Z_total = 1,72 + j 3,42  Ω.

A partir da potência e tensão primárias nominais, podemos calcular a corrente na carga referenciada ao lado de alta tensão, ou:

Para facilitar a solução do problema, vamos nos basear no diagrama fasorial mostrado na Figura 92-8.2 e lembrando que:

Neste diagrama temos R = 0,30 + 1,42 = 1,72   Ω  e  X = j (1,60 + 1,82) = j 3,42   Ω. Então, com o valor de I_L, R e X, podemos encontrar os valores de V_R e V_X, ou:

Agora, com base na Figura 92-8.2 e usando uma trigonometria básica, podemos escrever:

Além disso, sabemos que:

Substituindo com os valores numéricos, encontramos:

Assim, concluímos que:

E, portanto, refletindo esse valor para o secundário, lembrando que a = 10, temos: