FACULDADE ANHANGUERA DE RONDONÓPOLIS

Av. Ary Coelho, nº 829 – Cidade Salmen – Rondonópolis MT

CEP 78705-050 – (66) 3411-7600

ATPS – ATIVIDADES PRÁTICAS

SUPERVISIONADAS

Aline Ricardo Marcos - 4211776376

Christian Araújo Alves - 3730733247

Débora Betânia de Carvalho Santos – 3730720919

Jaqueline Pereira Rocha - 4270866717

Monize Lima Pavan – 4215796189

Rodrigo Moreira da Silva - 4200053076

Thamires Nayara de Lara Pinto - 4214785960

Yasmim Guimarães Cintra - 3715654867

RONDONÓPOLIS – MT

2014

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Aline Ricardo Marcos – 4211776376

Christian Araújo Alves - 3730733247

Débora Betânia de Carvalho Santos - 3730720919

Jaqueline Pereira Rocha - 4270866717

Monize Lima Pavan – 4215796189

Rodrigo Moreira da Silva - 4200053076

Thamires Nayara de Lara Pinto - 4214785960

Yasmim Guimarães Cintra - 3715654867

ATPS- ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS

5ª Serie – 2º Bimestre

Atividade desenvolvida durante a disciplina de Eletricidade Aplicada – 5° semestre do Curso de Engenharia de Civil, Anhanguera Educacional, Rondonópolis-MT, como parte da avaliação da disciplina.

Professor: Alessandro Batista.

RONDONÓPOLIS – MT

2014

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SUMÁRIO

1. ETAPA 3 – PASSO 1.........................................................................................04

1.1 TRANSFORMADOR BÁSICO ...................................................................04

1.2 FUNCIONALIDADES E CONFECÇÃO....................................................05

2. PASSO 2 .............................................................................................................05

2.1 MAPA CONCEITUAL (1) ..........................................................................06

3. PASSO 3 .............................................................................................................06

4. ETAPA 4 – PASSO 1 .........................................................................................07

4.1 SISTEMA TRIFÁSICO................................................................................07

4.2 VANTAGENS...............................................................................................07

4.3 SENOIDE......................................................................................................08

4.4 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA TRIFÁSICA...............................09

4.5 TRANSMISSÃO DE ALTA TENSÃO........................................................11

4.6 LIGAÇÕES EM UM SISTEMA TRIFÁSICO.............................................12

4.7 LIGAÇÃO EM ESTRELA............................................................................13

4.8 TENSÃO DE FASE E TENSÃO DE LINHA NA LIGAÇÃO

ESTRELA......................................................................................................14

4.9 ONDAS NÃO SENOIDAIS........................................................................15

5. PASSO 2.............................................................................................................15

5.1 MAPA CONCEITUAL (2) ..........................................................................15

6. BIBLIOGRAFIA..............................................................................................17

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1. ETAPA 3 – PASSO 1

1.1 TRANSFORMADOR BÁSICO

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1 – Enrolamento primário

2 – Enrolamento secundário

3 - Núcleo

1.2 FUNCIONALIDADES E CONFECCÇÃO

O enrolamento é formado de varias bobinas que em geral são feitas

de cobre eletrolítico  e recebem uma camada de verniz sintético como isolante.

Núcleo - esse em geral é feito de um material ferro-magnético e o responsável

por transferir a corrente induzida no enrolamento primário para o enrolamento

secundário.

Os enrolamentos, utilizando um núcleo em comum, converte primeiramente

energia elétrica em magnética e a seguir energia magnética em elétrica. No enrolamento

primário a tensão variável aplicada origina uma corrente, que por sua vez, cria um

campo magnético variável, induzindo uma corrente e, consequentemente, uma tensão no

outro enrolamento secundário.

Lembrando que é um tipo de transformador básico, esses dois componentes do

transformador são conhecidos como parte ativa, os demais componentes do

transformador fazem parte dos acessórios complementares. Há também os

transformadores que possuem apenas um enrolamento, ou seja, o enrolamento primário

possui um conexão com o enrolamento secundário, de modo que não há isolação entre

eles, esses transformadores são chamados de autotransformadores.

2. PASSO 2

O tipo de corrente que viabiliza a operação dos transformadores é a corrente alternada,

porque para haver indução eletromagnética, você precisa de uma variação do campo

magnético ou do condutor dentro do campo. É o movimento relativo entre eles que

surgirá o fenômeno da indução eletromagnética. Se você ligar um transformador em

corrente contínua a indução ocorrerá apenas no momento da comutação, ou seja, quando

você liga e quando você desliga o interruptor.

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2.1 MAPA CONCEITUAL (1)

PASSO 3

O retificador é responsável por adaptar tensão ou corrente ao circuito. Ele faz

com que uma tensão ou corrente alternada seja retificada, transformando-a, assim, em

contínua. Dentre os vários tipos e processos de retificação, o mais comum e simples é a

transformação de uma corrente senoidal em contínua. Para que isto aconteça, usa–se o

diodo. O diodo é um dispositivo que deixa a corrente circular em um sentido e bloqueia

o fluxo de corrente no sentido inverso, esta propriedade é chamada de propriedade

retificadora do diodo.

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A corrente elétrica produz campo magnético

Um campo magnético no interior do enrolamento de fio induz uma tensão elétrica nas extremidades desse enrolamento

A alteração na corrente presente na bobina do circuito primário altera o fluxo magnético nesse circuito

A alteração na corrente presente na bobina do circuito primário altera o fluxo magnético no circuito secundário

Com a variação magnética, gera uma corrente elétrica no enrolamento secundário

4. ETAPA 4 - PASSO 1

4.1 SISTEMA TRIFÁSICO

É a forma mais comum de geração, transmissão e distribuição de energia

elétrica em corrente alternada. Este sistema incorpora o uso de três

ondas senoidais balanceadas, defasadas em 120 graus entre si, de forma a balancear o

sistema, tornando-a muito mais eficiente ao se comparar com três sistemas isolados. As

máquinas elétricas trifásicas tendem a ser mais eficientes pela utilização plena

dos circuitos magnéticos. As linhas de transmissão permitem a ausência do neutro, e o

acoplamento entre as fases reduz significantemente os campos eletromagnéticos.

Finalmente, o sistema trifásico permite a flexibilidade entre dois níveis de tensão.

O sistema responsável pelo transporte de energia elétrica das unidades geradoras para as

unidades consumidoras é composta basicamente por três subsistemas:

*Sistema de geração de energia;

*Sistema de transmissão;

*Sistemas de distribuição.

Um sistema trifásico genérico pressupõe, no mínimo, o triplo de trabalho para modelar

o circuito de cada fase e as interações entre eles. Um método de estudo consagrado são

as componentes simétricas, no qual um circuito trifásico pode ser decomposto em três

circuitos monofásicos. Cada circuito representa uma componente: zero, positiva e

negativa (ou homopolar, direta e inversa).Esta modelagem é usada em estudos de

sistemas de potência, com as grandezas frequentemente representadas em pu.

4.2 VANTAGENS

A maior parte dos aparelhos eletrodomésticos e industriais de pequena potência são

alimentados com tensão monofásica; pelo contrário os aparelhos de maior potência são

alimentados com tensão trifásica, porque este sistema oferece as seguintes vantagens:

 • Ao nível da produção um alternador trifásico é muito menos volumoso, com melhor

funcionamento e mais econômico que um monofásico da mesma potência. Com efeito

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um gerador trifásico tem uma potência superior de aproximadamente 50%,

relativamente à de um alternador monofásico do mesmo volume;

• Ao nível do transporte, se a secção dos cabos fosse feita em monofásico, seria duas

vezes superior à secção dos cabos no transporte em trifásico;

• Ao nível da utilização uma linha trifásica oferece aos usuários duas tensões diferentes,

tanto a monofásica como a trifásica. Para além disso, os motores assíncronos trifásicos

são os mais utilizados na indústria.

O Brasil é um dos expoentes mundiais neste tipo de tecnologia aplicada ao “linhão” de

C de ITAIPU, que pertence à concessionária FURNAS - Centrais Elétricas S.A., o qual

tem seu ponto de inicio na subestação de FOZ DO IGUAÇU, onde a energia excedente

do Paraguai, em CA senoidal de 50Hz é retificada, sendo então transmitida em C.C., de

600 KV, percorrendo centenas de quilômetros, até chegar na subestação de IBIUNA-SP,

onde é reconvertida para C.A. trifásica. O sistema de reconversão é composto de 24

válvulas conversoras com 15 metros de altura e 384 tiristores de alta potência cada uma

e mais um total de 600 Km de fibras ópticas para conduzir os sinais de disparo dos

tiristores. Após a reconversão, a energia é injetada no Sistema Sudoeste. As válvulas

conversoras são bidirecionais, ou seja, podem tanto receber C e liberar C.A. como

receber CA e liberar C.

4.3 SENOIDE

A senoide (também chamada de onda seno, onda senoidal, sinusoide ou sinusoidal) é

uma forma de onda cujo gráfico é idêntico ao da função seno generalizada.

Onde:

A é a amplitude

k é o número de onda

ω é a frequência angular

φ é a mudança de fase

D é o offset vertical (comumente chamado de offset CC).

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O número da onda é relacionado à frequência angular por

Onde:

λ é o comprimento de onda

f é a frequência

c é a velocidade de propagação.

A imagem desta onda ocorre naturalmente na natureza, como podemos observar

nas ondas do mar, do som e da luz.

Uma onda co-seno também é considerada sinusoidal, visto que ela possui o

mesmo formato porém está defasada com relação à onda seno no eixo

horizontal: 

O ouvido humano pode reconhecer ondas seno simples pois elas soam "limpas"

e "claras" para nós, alguns sons que se assemelham a uma onda seno são o som

do diapasão e a vibração de um vidro de cristal ao se passar um dedo molhado

sobre seu gargalo.

Para o ouvido humano, um som que é constituído por mais de uma onda seno

terá uma aparência "barulhenta" ou possuirá harmônicas detectáveis.

4.4 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA CA TRIFÁSICA

Muito embora os geradores de eletricidade possam produzir tanto energia em corrente

contínua (C) ou corrente alternada (CA), a maior parte da energia elétrica gerada não só

no Brasil, mas em todo o mundo é em corrente alternada no sistema trifásico, na

freqüência de 60 Hz.Isto ocorre, pois a corrente alternada, permite elevar ou diminuir os

valores de tensão de uma forma muito mais simples e barata, se comparado com os

sistemas disponíveis para C.

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Isto é feito por meio de transformadores. Além disso, a corrente alternada facilita

bastante em vários aspectos da transmissão e distribuição de energia elétrica desde a

usina geradora até os consumidores.Nesse sistema, utiliza-se um gerador de CA que

funciona pelo princípio de indução eletromagnética. A indução eletromagnética se dá

por duas maneiras:

• Espiras girando em um campo magnético estacionário;

• Espiras fixas em um campo magnético variável.

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4.5 TRANSMISSÃO DE ALTA TENSÃO

Na prática o segundo caso é mais usado, assim, desde de 1887 quando a empresa norte-

americana Westinghouse comprou a patente do gerador CA trifásico de seu inventor, o

cientista húngaro Nikolas Tesla, este equipamento é constituído por um indutor

alimentado por corrente contínua que gera um campo magnético de intensidade de fluxo

constante, mas que é forçado a girar em torno de seu centro com velocidade constante.

No caso dos geradores de hidroelétrica, a força do fluxo de água nas pás da turbina é

que força o rotor a girar e a velocidade constante é obtida por um controle da vazão da

água.

Estator:

Três bobinas (S1, S2, S3) fixadas na periferia de giro do rotor e dispostas a 120º uma da

outra. Cada uma das três bobinas, estando sob efeito do campo magnético girante do

rotor, produz FCEM induzida. A FCEM (Força Contra Eletromotriz) é proporcional a

intensidade do fluxo magnético e como, em um dado momento, cada uma das bobinas

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fixas ao estator está sob efeito de uma intensidade de fluxo magnético diferente em 120º

uma em relação às outras, então teremos a geração de três FCEM, ou seja, três correntes

alternadas distintas, defasadas em 120º uma das outras.

Nota: A quantidade de energia elétrica em C.C. usada para alimentar o indutor do rotor

é bem pequena se comparada com a quantidade de energia C.A. que é gerada nas

bobinas do estator. Neste processo de transformação de energia, a grande quantidade de

energia elétrica disponível na saída do gerador, provém, de fato, da energia mecânica

que está forçando o rotor a girar.

Num gráfico, as correntes das bobinas S1, S2 e S3 fornecem a seguinte configuração:A

defasagem de 120º entre as correntes alternadas e as suas variações para valores

positivos e negativos ocorre tanto para os valores de tensão (V), quanto para os valores

da intensidade da corrente elétrica (I).

Em um sistema trifásico simétrico os valores de pico e ângulos de fase são iguais

implicando em que a soma dos componentes instantâneos de fase é igual a zero.

4.6 LIGAÇÕES EM UM SISTEMA TRIFÁSICO

A energia elétrica é gerada industrialmente em corrente alternada no sistema trifásico

por meio de geradores trifásicos constituídos por três bobinas dispostas

geometricamente de tal forma que as tensões induzidas ficam defasadas 120º. As três

fases são independentes entre si e geram formas de onda também defasadas 120º.

As três bobinas do gerador produzem três tensões CA monofásicas. Teoricamente, para

transportar essas três tensões CA monofásicas até os consumidores, seriam necessários

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seis condutores:Na prática, porém, é possível diminuir esse número de condutores para

apenas três ou quatro. Para isso, o gerador pode ser ligado de duas formas diferentes:

• Por meio da ligação em estrela, representada simbolicamente pela letra Y;

• Por meio da ligação em triângulo (ou delta), representada pela letra grega Δ (delta).

4.7 LIGAÇÃO EM ESTRELA

Tem-se uma ligação em estrela quando, respeitando-se o sentido de enrolamento das

bobinas de geração, uma das extremidades de cada uma delas é ligada em um ponto em

comum. Esse ponto comum é denominado neutro e a ligação para as cargas poderá ser

feita com condutor do neutro presente (a quatro fios) ou sem o condutor do neutro (a

três fios).

A ligação em estrela que utiliza o condutor neutro recebe também o nome “sistema a

quatro fios”. Nesse tipo de ligação, os três fios por onde retornam as correntes são

reunidos para formar um só condutor ou fio neutro. Esse condutor recolhe todas as

correntes das três cargas e as conduz ao ponto comum das bobinas de geração.

A figura que segue mostra a representação esquemática desse tipo de ligação.

Observe um pequeno circulo preto assinalado na extremidade de cada símbolo de

enrolamento. Ele indica início de enrolamento em cada bobina.

A tensão entre as duas extremidades de cada bobina é chamada de tensão de fase (VF).

Veja a localização das tensões de fase na representação esquemática anterior.

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Um fato interessante de se notar é que em um sistema trifásico o qual esteja

devidamente balanceado, ou seja, com o formato e valor de pico da CA das três fases

iguais entre si, para qualquer instante, a somatória das três tensões será equivalente a

zero. Isso acontece porque quando a tensão na fase R assume seu valor máximo

positivo, ao mesmo tempo ambas as tensões nas fases S e T apresentam um valor

negativo equivalente à metade do valor máximo. Assim, matematicamente, esses

valores se anulam.Isso significa que a soma das correntes de cada carga, num sistema de

cargas balanceadas é nula no fio neutro. Por esse motivo, ele pode ser retirado. Dessa

remoção, resulta uma ligação em estrela, mas sem o condutor neutro. Esta ligação

também é denominada de “sistema a três fios”.

4.8 TENSÃO DE FASE E TENSÃO DE LINHA NA LIGAÇÃO ESTRELA

O diagrama apresentado anteriormente representa o secundário de um transformador

trifásico ligado em estrela, onde estão assinaladas as grandezas denominadas tensões de

fase(VFR, VFS e VFT) e tensões de linha (VL1, VL2 e VL3).Tais grandezas são

grandezas do tipo vetoriais, ou seja, que têm um módulo ou intensidade (que

corresponde a medida do comprimento do raio no diagrama a seguir) e direção e

sentido, que corresponde a posição angular (ângulo de fase). Sendo assim, tais

grandezas podem ser geometricamente representadas em um diagrama.

No diagrama a seguir representamos as tensões de fase:Uma das formas de

expressarmos literalmente uma grandeza vetorial é indicando o valor de sua intensidade

(ou módulo) e sua posição angular.

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4.9 ONDAS NÃO SENOIDAIS

As condições nos alternadores práticos diferem consideravelmente daquelas de um

condutor ou uma bobina girando em um campo magnético uniforme. Na realidade, por

exemplo, o fluxo polar corta os condutores 'mais ou menos' em ângulo reto e o próprio

fluxo em si não está uniformemente distribuído devido à presença das ranhuras. Ainda

que o projetista empregue vários recursos para obter uma onda que se aproxime da

senoidal, ou pelo menos uma com mesmo fator de forma, poderá obter uma distorção

considerável.

Também nos transformadores, continuando a exemplificar, a tensão de saída pode

estar distorcida devido aos efeitos de histerese no núcleo e à variação na

permeabilidade do ferro no decorrer do ciclo magnético.

Ainda que o fornecimento de tensão seja senoidal, a corrente desenvolvida não o será,

necessariamente. Uma lâmpada fluorescente conduz somente quando a tensão

instantânea excede um certo valor e ainda existira uma distorção posterior devido à

variação na resistência dos gás ionizado.

5 PASSO 2

O sistema responsável pelo transporte de energia elétrica das unidades geradoras para as

unidades consumidoras é compostas

basicamente por três subsistemas:

5.1 MAPA CONCEITUAL

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MAPA CONCEITUAL

Sistema de Geração de

Energia

Sistema de Transmissão de

Energia

Sistema de Distribuição de

Energia

Composta Pelos Elementos Responsáveis Por:

Conversão de Energia

Transporte de Energia

Adequação de Energia

Fonte Primária em Energia Elétrica

Transporta Energia Obtida dos Vários Sistemas de Geração Para:

Os Sistemas de Distribuição

E Qualquer Outros Componentes das

Unidades de Geração.

Interligados Pelo Sistema de Transmissão.

Adequa Energia para o Uso dos Consumidores

Consumidores de Grande,

Médio e Pequeno

Porte.

6 BIBLIOGRAFIA

http://www.feiradeciencias.com.br/sala14/14_T04.asp

http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_trif%C3%A1sico

http://www.sabereletronica.com.br/artigos/3020-sistemas-trifsicos

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAdwgAA/sistema-trifasico

http://pt.wikipedia.org/wiki/Senoide

http://www.brasilescola.com/fisica/transformadores.htm

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