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    2.2    Secundário em "Y" e Carga em "Delta"

Na Figura 83-03, apresentamos o circuito onde usamos uma ligação Y no secundário do transformador e a carga está ligada como um circuito delta. Como o circuito é equilibrado, então Z_AB = Z_BC = Z_CA. Estamos assumindo a sequência direta ou positiva.

Note que, nesse caso, a tensão aplicada sobre a carga é a tensão de linha e não a tensão de fase, como no item anterior. Logo, sobre a carga Z_AB temos a tensão V_AB. Caso, no problema, seja fornecida a tensão de fase e não a de linha, então devemos fazer a transformação adequada. Vamos relembrar a relação entre tensão de linha e tensão de fase em um circuito Estrela.

Devemos prestar atenção ao fato de que devemos somar 30° ao ângulo da tensão de fase para conseguirmos o ângulo correto da tensão de linha, além de multiplicarmos a magnitude por √3.

Conhecendo a tensão de linha, podemos calcular a corrente de fase na carga dividindo a tensão pela impedância. Por outro lado, podemos calcular a corrente de linha, caso necessário, usando a equação abaixo.

Não devemos esquecer de multiplicarmos o módulo da corrente de fase por √3, além de subtrair 30° ao ângulo θ_F da corrente de fase para conseguirmos o ângulo correto da corrente de linha.

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    2.3   Secundário em "Delta" e Carga em "Y"

Vamos estudar esta configuração do ponto de vista didático, pois ela não é muito utilizada na prática por não termos referência de neutro no secundário. Então, usando o secundário do transformador na configuração delta, o transformador fornece tensão de linha. Como a carga está ligada em Y, devemos encontrar a tensão de fase dividindo a tensão de linha por √3. Assim, para encontrarmos a corrente de linha (I_L) que flui pela carga (neste caso particular, a corrente de fase é igual à corrente de linha), devemos dividir a tensão de fase pela impedância da respectiva fase. Num circuito equilibrado, as três correntes são iguais em módulo, variando apenas o ângulo. Veja a Figura 83-04.

Repare que esta situação é contrária à apresentada no item 2.2. Então, devemos prestar atenção ao ângulo que a tensão de fase assumirá. Quando passamos do circuito estrela para delta, adiantamos o ângulo da tensão de linha em 30° em relação ao ângulo da tensão de fase. Agora, ao passarmos do circuito delta para o circuito estrela, devemos atrasar o ângulo da tensão de fase (V_F) em 30° em relação ao ângulo da tensão de linha (V_L). Logo, devemos usar a equação abaixo.

Devemos prestar bastante atenção ao fato de que o exposto acima é para uma sequência de fase direta ou positiva. Caso a sequência seja inversa ou negativa, devemos SOMAR 30° ao ângulo da tensão de linha.

Caso haja necessidade de encontrar a corrente que circula pelo secundário do transformador alimentador, representada por I_F na Figura 83-04, devemos usar a eq. 83-04.

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    2.4   Secundário em "Delta" e Carga em "Delta"

Esta configuração também não possui referência em relação ao neutro. Porém, é uma configuração muito utilizada em linhas de transmissão encarregadas de transportar grandes quantidades de energia entre dois pontos distantes entre si. Via de regra, o ponto inicial da linha possui um transformador, chamado de transformador elevador de tensão. O secundário deste transformador opera com dezenas, ou mesmo centenas de milhares de volts. Do outro lado da linha de transmissão, temos outro transformador, chamado de transformador abaixador de tensão, com a finalidade de reduzir a tensão na rede a valores utilizados no sistema de distribuição de energia elétrica. Então, a carga no secundário do primeiro transformador é o primário do segundo transformador. Veja na Figura 83-05 o esquema desta configuração.

Perceba que nesta configuração não há necessidade de alteração na fase da tensão. Somente devemos corrigir o ângulo das correntes de fase e linha. Para tal, após calcular a corrente de fase, podemos encontrar a corrente de linha multiplicando a magnitude da corrente de fase por √3 e subtraindo 30° a seu ângulo, ou seja, devemos usar a eq. 83-02, repetida aqui.

Nessa equação, θ_F representa o ângulo da corrente de fase e, subtraindo 30° dela, encontramos o ângulo da corrente de linha.

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3.   Circuitos Trifásicos com mais de uma Carga

Via de regra, circuitos trifásicos alimentam mais de uma carga. Por exemplo, em uma indústria existem vários equipamentos operando simultaneamente, tais como, motores, tornos, fornos elétricos, elevadores, etc... Dessa forma, devemos estar atentos ao tipo de ligação utilizada nos diversos equipamentos. Vamos analisar um exemplo.

Exemplo 3.1

Seja uma indústria alimentada por uma rede trifásica em 380 volts. Suponha um forno elétrico com uma potência total de 30 kW, ligado em uma configuração delta e dois motores de 20 HP e cos φ = 0,8 cada um, ligados na configuração estrela. Calcule a corrente de linha da rede e a corrente de fase no forno elétrico. Assuma que os motores possuam um rendimento de 90% e que 1 HP = 746 watts.

Solução

Quando falamos em rede trifásica, subentende-se que a tensão fornecida é a tensão de linha. Logo, V_L = 380 volts. Temos um forno elétrico com 10 kW de potência por fase. Como está ligado na configuração delta, sabemos que V_L = V_F. Então, podemos encontrar a corrente de fase calculando o quociente entre a potência e a tensão. Assim:

Em um circuito equilibrado sabemos que I_L = √3 I_F. Logo: