Polaridade de transformadores monofásicos

1. POLARIDADE:

A polaridade é a marcação existente nos terminais (dos enrolamentos) dos transformadores indicando o sentido da circulação de corrente em um determinado instante em conseqüência do sentido do fluxo produzido.

A marcação da polaridade dos terminais dos enrolamentos de um transformador monofásico, indica quais são os terminais positivos e negativos em um determinado instante, isto é, a relação entre os sentidos momentâneos das forças eletromotrizes (fem) nos enrolamentos primário e secundário.

A polaridade depende de como são enroladas as espiras do primário e do secundário (figuras a seguir) que podem ter sentidos concordantes (defasado em 0°) ou discordantes (defasado e 180°. Este sentido tem aplicação direta quanto à polaridade da força eletromotriz (fem).

 Aplicando-se uma tensão V1 ao primário de ambos os transformadores, como indicada à figura acima, haverá circulação de correntes nestes enrolamentos, segundo o sentido mostrado. 

Admitindo que as tensões e consequentemente, as correntes estão crescendo então os correspondentes fluxos serão crescentes e seus sentidos indicados. 

No caso a, teria uma força eletromotriz (fem) induzida que tenderia a produzir a corrente I2 indicada.

Portanto, seria induzida uma força eletromotriz E2 no sentido indicado, que irá ser responsável por um fluxo Ø contrário ao Ø. Já no caso b, tal força eletromotriz (fem) deverá ter sentido oposto ao anterior, com o propósito de continuar produzindo um fluxo contrário ao indutor.

Ligando-se os terminais 1 e 1’ em curto e colocando-se um voltímetro entre 2 e 2’, verifica-se que as tensões induzidas (E1 e E2 ) irão subtrair-se (caso a) ou somar-se (caso b), originando daí a designação para os transformadores: 

a) sentido concordante dos enrolamentos;

b) sentido discordante dos enrolamentos; 

Caso a: polaridade subtrativa (mesmo sentido dos enrolamentos); 

Caso b: polaridade aditiva (sentidos contrários dos enrolamentos).

MARCAÇÃO DOS TERMINAIS:

A ABNT recomenda que os terminais de tensão superior sejam marcados com H1 e H2 e os de tensão inferior com X1 e X2 .

MÉTODOS DE ENSAIO:

• MÉTODO DO GOLPE INDUTIVO COM CORRENTE CONTÍNUA
• MÉTODO DA CORRENTE ALTERNADA
• MÉTODO DO TRANSFORMADOR PADRÃO.

MÉTODO DO GOLPE INDUTIVO COM CORRENTE CONTÍNUA:

Liga-se os terminais de tensão superior H1 e H2 a uma fonte de corrente contínua; - Instala-se um voltímetro entre esses terminais de modo a obter uma deflexão positiva ao se ligar a fonte CC, chave comutadora na posição 1, em seguida, coloca-se a chave comutadora na posição 2, transferindo-se o voltímetro para os terminais de baixa tensão; - Desliga-se a tensão de alimentação e observa-se o sentido de deflexão do voltímetro;

CONCLUSÃO (Lei de Lenz):

Quando as duas deflexões são em sentidos OPOSTOS, a polaridade é SUBTRATIVA; - quando as duas deflexões são em sentidos IGUAIS, a polaridade é ADITIVA; OBS: Este é o método recomendado pela ABNT para ensaios de transformadores de medida (TP e TC)

MÉTODO DA CORRENTE ALTERNADA:

Limitado a relações de transformação 30:1; - Aplica-se uma tensão alternada aos terminais de tensão superior com um voltímetro entre entes terminais; - Conforme a figura, conectar um voltímetro e ler a tensão das bobinas em série;

CONCLUSÃO: 

Se a primeira leitura do voltímetro for MAIOR que a segunda, a polaridade é SUBTRATIVA; se for MENOR, ADITIVA (pela própria definição de polaridade).

MÉTODO DO TRANSFORMADOR PADRÃO:

Compara-se o transformador a ser ensaiado com um transformador padrão de polaridade conhecida que tenha a mesma relação de transformação.

Liga-se entre si, na tensão inferior, os terminais da esquerda, conectando-se um voltímetro entre os terminais da direita.

Aplica-se uma tensão reduzida nos enrolamentos de tensão superior que devem estar em paralelo (definindo-se assim a H1 e H2 do trafo ensaiado).

CONCLUSÃO:

Se o valor da tensão medida pelo Voltímetro for praticamente nula, os dois transformadores têm a mesma polaridade.

Se o valor da tensão medida pelo Voltímetro for o dobro da baixa tensão esperada, os dois transformadores têm a polaridade oposta.