Economia de Energia e Dimensionamento de Resistor - Estudo de Caso Residencial

ETAPA 1 Com o objetivo de reduzir sua despesa com energia elétrica em sua residência você iniciou uma pesquisa por formas de reduzir o consumo Após muito estudo definiu que o primeiro passo seria substituir todas as lâmpadas incandescentes e fluorescentes por lâmpadas LED e substituir a torneira com aquecimento elétrico e o chuveiro elétrico por um sistema de aquecimento solar de água Para determinar qual seria sua economia mensal em energia elétrica com essas ações fez então o levantamento das informações elétricas dos equipamentos atuais apresentadas na tabela a seguir Quantidade Equipamento Tensão elétrica V Potência elétrica W Tempo de uso diário h 8 Lâmpada incandescente 127 150 4 2 Lâmpada fluorescente 127 50 6 1 Torneira elétrica 220 5500 06 2 Chuveiro elétrico 220 7500 06 Fonte o Autor As lâmpadas LED escolhidas para substituírem as incandescentes e fluorescentes são de 127 V 18 W pois geram fluxo luminoso equivalente O aquecedor solar terá custo total de R 490000 O preço do kWh de energia elétrica consumida é de R 073 1a Determine qual será a economia mensal em reais após substituídas as lâmpadas e eliminada a torneira elétrica e o chuveiro elétrico 1b Considerando apenas a economia com a torneira e os chuveiros em quanto tempo o aquecedor solar se paga ETAPA 2 Após um dia estressante de trabalho você chegou em casa e decidiu usar um aparelho de massagem em seu pescoço e trapézios Para ajudar no relaxamento e soltar a musculatura esse aparelho possui um sistema de aquecimento Mas realmente este não era um bom dia após alguns minutos de uso você ouviu um estalo no aparelho e então percebeu que ele não estava mais aquecendo Você o desmontou no intuito de identificar qual componente foi danificado e substituílo Aí vem o problema você identificou que se trata de um resistor do circuito de alimentação e não do resistor de aquecimento Porém esse resistor foi totalmente carbonizado impossibilitando a identificação do mesmo Mas você teve uma boa sacada calcular qual seria o resistor que naquele local proporcionaria a máxima transferência de potência ao resistor de aquecimento carga A seguir é apresentado o circuito do sistema de aquecimento Fonte o autor 2a Calcule a resistência R que resulta na máxima transferência de potência para a carga que no caso é o resistor de 20 Ω 2b Calcule a corrente elétrica e a potência dissipada no resistor R 2c Calcule a corrente elétrica e a potência dissipada na carga 3a Faça o levantamento das cargas da residência iluminação TUGs e TUES considerando as exigências mínimas da NBR 5410 A rede elétrica da casa será bifásica 127 V 220 V Considere área de serviço e cozinha como uma única área Como TUES considere um ar condicionado de 1000 W 220 V em cada quarto um chuveiro elétrico de 7500 W 220 V no banheiro uma torneira elétrica de 5500 W 220 V na cozinha 3b Faça a divisão dos circuitos determinando as correntes de projeto de cada circuito e atribuindo a cada um deles a qual fase será conectado de forma que as fases fiquem o mais balanceadas possível Lembrese que segundo a NBR 5410 cada TUE deve ter um circuito independente e os circuitos de iluminação devem ser separados dos circuitos de TUGs Além disso dimensione os disjuntores e condutores de cada circuito Lembrese que segundo a NBR 5410 os condutores de iluminação não podem ter seção nominal inferior a 15 mm² e os condutores de TUGs e TUES não podem ter seção nominal inferior a 25 mm² EXIGÊNCIA faça um circuito só para TUGs da cozinhaárea de serviço e outro circuito só para TUGs dos demais cômodos