Relatório - Correção de Fator de Potência - 2023-2

Questão 1 Para o circuito abaixo calcule o que se pede: Para os cálculos considere que a frequência é de 60 Hz e a tensão é dada em volts rms.  Impedância de carga equivalente. Resposta: Para o indutor, temos: Z L= jωL Z L= j2πfL Z L= j2π ∙60∙100m Z L= j37 ,7 Ω Os resistores estão em paralelo, portanto: Z R=50∨¿50 Z R= 50∙50 50+50=2500 100 =25Ω A impedância total da carga é dada pela impedância série do indutor com o par de resistores: ZT=25+ j37 ,7 Ω Na forma polar, esta impedância é dada por: |ZT|=√25 2+37,7 2=45,235 ∠ZT=t g −1( 37,7 25 )=56,45° ZT=45,235∠56,45° Ω I s=V Z = 220 45,235=4,8635 A  Potência ativa, reativa e aparente. Resposta: A potência ativa é dada por: P=V 2 |Z|cos (θ) P= 220 2 45,235 cos (56,45° ) P=591,33W A potência reativa é dada por: Q=V 2 |Z|sen (θ) Q= 220 2 45,235 sen (56,45° ) Q=891,72var A potencia aparente é dada por: S=V 2 |Z| S= 220 2 45,235 S=1070VA  Fator de potência na carga referente ao circuito 1, especifique se é indutivo ou capacitivo, justificando sua resposta. Resposta: O fator de potência é dado por: fp=cos (θ) fp=cos ⁡(56,45°) fp=0,55indutivo O fator de potência é indutivo pois o ângulo é positivo, caso o ângulo fosse negativo o fator de potência seria indutivo. Questão 2 O valor encontrado para o fator de potência está de acordo com a Resolução nº 414/2010-ANEEL? Justifique. Resposta: Segundo a norma: Art. 95. O fator de potência de referência “fR”, indutivo ou capacitivo, tem como limite mínimo permitido, para as unidades consumidoras do grupo A, o valor de 0,92. O fator de potência mínimo é 0,92, como o encontrado foi de 0,55 ele não está de acordo com a norma. Questão 3 Considerando que a carga não está de acordo com a Resolução nº 414/2010- ANEEL, encontre a potência reativa que deve ser injetada no sistema a fim de possibilitar a correção para o fator de potência mínimo previsto na resolução. Desenhe os dois triângulos de potência sobrepostos, sem a correção e com a correção. Resposta: f pnovo=cos (θnovo) θnovo=cos −1 (0,92) θnovo=23,074° Q2=P∙tg (θnovo) Q2=591,33∙tg (23,074° ) Q2=251,91var Qc=Q1−Q2 Qc=891,72−251,91 Qc=639,81var A potência reativa que deve ser injetada no sistema a fim de possibilitar a correção para o fator de potência mínimo previsto na resolução é de 639,81 var Questão 4 Encontre o valor do capacitor a ser adicionado à carga para que a correção para o fator de potência mínimo previsto na resolução seja feita. Com esse capacitor adicionado à carga, qual o valor da nova impedância equivalente? Resposta: C= Qc 2πf V 2 C= 639,81 2π ∙60∙220 2 C=35,065 μF Zc= 1 jωC Zc=− j 1 2πfC Zc=− j 1 2π ∙60∙35,065∙10 −6 Zc=− j75,648Ω Zc=75,648∠−90° Ω Znovo=Zc∨¿ ZT Znovo= Zc∙ZT Zc+ZT Znovo= (75,648∠−90° )∙ (45,235∠56,45° ) − j75,648+25+ j37,7 Znovo=3421,937∠−33,55° 25− j37,948 Znovo=3421,937∠−33,55° 45,443∠−56,62° Znovo=75,3∠23,07° Ω I Snovo= V |Z|= 220 75,3=2,9216 A Snovo=V ∙ I=220∙2,9116=642,762VA Valores calculados para o circuito 1 Antes da correção. Valores |Zeu (Ω) (módulo e fase)| Is (A) | P1(W)| Q1(VAr) | S(VA) | FP1 | Ind ou cap | 45,255∠55,45| 4,8635 | 59,33 | 89,472 | 1070 | 0,55 | ind | *Após calcular os valores, digite-os também na tabela do procedimento experimental que será usado no dia do laboratório. Valores calculados para circuito 2 Após a correção (após a inserção do capacitor). Valores |Zeu (Ω) (módulo e fase)| Is2 (A) | P1(W)| Q1(VAr) | S2(VA) | FP2 | Ind ou cap | 75,3∠23,07| 2,9236 | 59,33 | 251,91 | 642,762 | 0,92 | ind | *Após calcular os valores, digite-os também na tabela do procedimento experimental que será usado no dia do laboratório. 2023.2 Laboratório IV – Correção de fator de potência Este roteiro é parte integrante do componente eletricidade aplicada – ECT2414–semestre 2023.2. O pré-laboratório deve ser impresso, respondido e preenchido antes dolaboratório. Deve ser levado e entregue no dia e horário agendados para a sua subturma. Aluno: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ Matrícula: ______________________________Data: ___________________________ Turma: _____________Subturma: _____________ Verificar experimentalmente os efeitos da correção do fator de potência. Ao final do laboratório espera-se que o estudante tenha:  Fixados conceitos básicos de circuitos elétricos e de medição;  Aprendido a medir corrente, tensão, potência ativa e fator de potência em circuitos de CA;  Comprovado experimentalmente os conceitos estudados. O laboratório consiste na análise e na montagem de um circuito RLC alimentado por fonte de tensão alternada. O estudante deve analisar o circuito previamente identificando qual a corrente, tensão, fator de potência e potência ativa do circuito, bem como calcular o capacitor necessário para que a correção de reativos seja feita. No laboratório deve utilizar os instrumentos de medição de corrente, tensão, fator de potência e potência ativa para verificar se estão de acordo com os valores calculados e se o capacitor calculado de fato faz a correção esperada. Na prática são utilizados os instrumentos de medição de corrente, tensão, fator de potência e potência ativa. O wattímetro é um instrumento desenvolvido para medição da potência elétrica ativa de uma determinada carga. O método para medição de potência através de um wattímetro envolve a medição da tensão e corrente elétrica que são aplicadas a carga.O cossifímetro tem como finalidade a medição do fator de potência (cosseno da defasagem entre a tensão e corrente de um determinado circuito com forma de onda senoidal). A indicação será indutiva quando a corrente estiver atrasada em relação à tensão e capacitiva quando a tensão estiver atrasada em relação a corrente.  Objetivo UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE ESCOLA DE CIÊNCIAS & TECNOLOGIA Jossana Ferreira Alexandre Guimarães Pré Laboratório Eletricidade Aplicada  Descrição da prática Eletricidade Aplicada ECT - UFRN Para o circuito abaixo calcule o que se pede: Para os cálculos considere que a frequência é de 60 Hz e a tensão é dada em volts rms.  Impedância de carga equivalente.  Potência ativa, reativa e aparente.  Fator de potência na carga referente ao circuito 1, especifique se é indutivo ou capacitivo, justificando sua resposta. 1  Cálculo das variáveis Eletricidade Aplicada ECT - UFRN O valor encontrado para o fator de potência está de acordo com a Resolução nº 414/2010-ANEEL? Justifique. Considerando que a carga não está de acordo com a Resolução nº 414/2010-ANEEL, encontre a potência reativa que deve ser injetada no sistema a fim de possibilitar a correção para o fator de potência mínimo previsto na resolução. Desenhe os dois triângulos de potência sobrepostos, sem a correção e com a correção. Encontre o valor do capacitor a ser adicionado à carga para que a correção para o fator de potência mínimo previsto na resolução seja feita. Com esse capacitor adicionado à carga, qual o valor da nova impedância equivalente? 2 Legislação 3 Compensação do reativo 4 Correção de fator de potência Eletricidade Aplicada ECT - UFRN Valores calculados para o circuito 1  Antes da correção. Z1eq () (módulo e fase) IS1 (A) P1(W) Q1(VAr) S1(VA) FP1 Ind ou cap Valores *Após calcular os valores, digite-os também na tabela do procedimento experimental que será usado no dia do laboratório. Valores calculados para ocircuito 2  Após a correção (após a inserção do capacitor). Zeq () (módulo e fase) IS2 (A) P2(W) Q2(VAr) S2(VA) FP2 Ind ou cap Valores *Após calcular os valores, digite-os também na tabela do procedimento experimental que será usado no dia do laboratório. 5 Resumo dos cálculos