Descrição do problema
Este histórico de caso envolve um eletricista que trabalha para um grande distrito escolar suburbano. Uma manhã de inverno, o eletricista recebeu uma ligação de uma escola local. A pessoa que ligou disse que um transformador que fornecia energia para três salas de aula portáteis estava fazendo um barulho de “vibração”, como se algo estivesse solto por dentro (ver Fig.. 1).
Medições de carga mostraram que o transformador estava fortemente carregado, mas não sobrecarregado. As cargas incluíam luzes, calor elétrico, e alguns computadores. A maior parte da carga era calor elétrico, devido ao clima frio do inverno.
Porque o eletricista chegou perto da hora do almoço e a escola almoçou escalonado
agendar, duas das salas de aula estavam desocupadas. Uma terceira sala de aula estava ocupada e o
o professor estava fazendo uma apresentação com slides suspensos.
O eletricista voltou ao transformador para examinar as formas de onda atuais. Enquanto ele estava fazendo medições, o barulho da conversa parou de repente. O eletricista correu de volta para a sala de aula ocupada e perguntou ao professor, “O que você acabou de desligar?”A professora apontou para dois retroprojetores, que foram conectados no mesmo receptáculo.
Medidas
O eletricista conectou sua pinça de corrente e o Fluke 43B a um dos condutores de um cabo de extensão dividido. Depois, ele exibiu a forma de onda da corrente desenhada por um dos retroprojetores. A forma de onda mostrou retificação de meia onda pelo projetor (ver Fig.. 2). Figo. 3 é o espectro harmônico. Testes de outros retroprojetores usados na escola mostraram que todas as unidades mais antigas produziram o mesmo efeito, mas as unidades mais novas não.
Teoria e Análise
Alguns dispositivos elétricos mais antigos usam retificadores de meia onda para reduzir o consumo de energia. Um exemplo seria um secador de cabelo antigo com um interruptor “alto/baixo”. Em baixa velocidade, um diodo em série permite que o circuito consuma corrente em apenas metade do ciclo de tensão. Em alta velocidade, a chave causa um curto-circuito no diodo - para permitir que a corrente flua durante o ciclo completo. Esses dispositivos causam estragos nos sistemas de distribuição de energia CA, porque geram corrente CC na configuração de meia onda. A corrente CC desequilibrará o fluxo magnético no transformador e empurrará o núcleo do transformador para a saturação em metade do ciclo de corrente.. O processo de entrar e sair da saturação produzirá ruídos estranhos no núcleo do transformador. O transformador da escola estava fortemente carregado, o que reduziu sua tolerância para corrente CC. Complicando o problema, dois projetores foram conectados ao mesmo circuito derivado - dobrando assim a quantidade de corrente CC.
Solução
O eletricista considerou conectar os projetores em fases opostas para que as correntes CC fossem canceladas. Mas, isso provavelmente seria muito confuso para os professores. A verdadeira cura foi usar apenas os novos retroprojetores que não possuíam circuitos retificadores de meia onda.
Fonte:
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