Aula 14 Exercícios sobre Circuitos em Ca-2021 1

2021.1 Aula 14 – Exercícios sobre circuitos em CA Este roteiro é parte integrante do componente eletricidade aplicada – ECT2414 - turma 01. Para ter sucesso com o aprendizado do conteúdo é necessário que o(a) estudante siga a sequência e só passe à etapa seguinte quando tiver finalizado a anterior. Nessa aula, o objetivo é consolidar o assunto visto, através de exercícios sobre circuitos alimentados por tensão/corrente alternada, revisando os conceitos de fasores e impedância, bem como aplicando os conceitos de potência, fator de potência e triângulo de potências. Antes de prosseguir esteja certo(a) que está com todos os conceitos em mente, caso não esteja seguro(a), revise as aulas sobre fasores, impedância, técnicas de análise em circuitos CA, potência em circuitos CA e fator de potência. 1. Um sistema elétrico apresenta as seguintes características: 10KVA, 60Hz, 200VRMS e um fator de potência 0,5 atrasado. a) Determine a impedância deste sistema. b) Encontre a potência ativa média (P) entregue ao sistema. c) Encontre o capacitor que deve ser adicionado para que o fator de potência passe a ser 0,92. Passos para resolver:  Relacione a equação da potência complexa e a lei de Ohm para encontrar a impedância.  Através do triângulo de potências você encontrará a relação entre P, S e .  Avalie a variação de potência reativa necessária para a correção do fator de potência pretendida. Coloque na equação para encontrar o valor do capacitor. *Tente resolver sozinho(a) e na sequência veja o vídeo com a resolução. https://youtu.be/vAo4HTGOUag 2 Exercício resolvido 1 Revisão  O objetivo da aula Roteiro Eletricidade Aplicada Professora Jossana Ferreira UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE ESCOLA DE CIÊNCIAS & TECNOLOGIA Eletricidade Aplicada Professora Jossana Ferreira 2. Encontre o triângulo de potências sobre as fontes. Passos para resolver:  Considerar os elementos como impedâncias (já estão, então não há necessidade de transformar capacitâncias e indutâncias em impedância).  Escrever as fontes na forma fasorial (já estão).  Escolher um método para análise.  O objetivo é encontrar corrente e tensão sobre ambas as fontes.  Com os valores de tensão e corrente podemos encontrar a potência complexa 𝑺 = 𝑽 𝑰 ∗ = 𝑆 𝑜 𝑉𝐴 sobre cada uma das fontes, e a partir dela montar os triângulos das potências. *Tente resolver o circuito sozinho(a) e na sequência veja o vídeo com a resolução. Encontrando os valores de corrente: https://youtu.be/Ej6RYgiVqmU Montando os triângulos: https://youtu.be/U2zfaHfLAG0 3. Considere o circuito RLC abaixo sendo alimentado pela tensão V, representada no gráfico, e então responda às questões. *As respostas devem estar em valores RMS. a) Encontre a tensão VAB. b) Encontre a potência ativa entregue pela fonte. 3 Exercício Eletricidade Aplicada Professora Jossana Ferreira 4. Considere o circuito e faça o que se pede. a) Calcule a corrente. b) Esboçe o triângulo de potência da fonte. 5. Considerando que a carga L1 absorve uma potência média de 8kW com fator de potência adiantado de 0,8. A carga L2 absorve 20kVA com fator de potência atrasado de 0,6. a) Qual o fator de potência das duas cargas em paralelo? b) Sabendo que a frequência da fonte é 60Hz, qual o valor do capacitor que deve ser colocado em paralelo com as duas cargas a fim de termos um fator de potência unitário? 6. Uma carga monofásica é alimentada por uma fonte de tensão alternada de 𝒗 𝒕 = 𝟏𝟎𝟎 𝟐𝒄𝒐𝒔 𝟑𝟎𝟎𝒕 + 𝟐𝟓𝟎 𝑽, demanda uma potência de 500Watts e apresenta um fator de potência de 0,66 indutivo. Para atender à legislação, um capacitor foi adicionado em paralelo com a carga a fim de tornar o fator de potência dentro da lei (valor desconhecido). Com a inserção desse capacitor, mediu-se uma redução de 30% no valor do módulo da corrente total. Qual o valor do capacitor adicionado? 7. Uma determinada turbina é ligada a um gerador que, para supri-la, funciona na sua capacidade máxima de operação que é de 2000VA com fp=0,866 indutivo. Uma carga adicional de 200W e fp=0,8 atrasado é adicionada em paralelo ao sistema. Qual a energia reativa, que deve ser adicionada por um capacitor, necessária para que o gerador opere sem que ocorra sobrecarga? A potência aparente total não deve ultrapassar a capacidade do gerador. Eletricidade Aplicada Professora Jossana Ferreira Fator de potência https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/AULA_12_-_Circuitos_2_-_Engenharia#Fator_de_pot.C3.AAncia Potência em Corrente Alternada http://drb-m.org/ca/6.1-64-POTENCIA%20EM%20CORRENTE%20ALTERNADA-72.pdf Energia, potência e fator de potência http://drb-m.org/3mve/42energia_potencia_fator.pdf Fasores https://www.youtube.com/watch?v=u12MQ8_3IWQ Fasores e impedância http://joinville.ifsc.edu.br/~mtaques/FundamentosTecnologicos/Nota%C3%A7%C3%A3o%20de%20Fasores.pdf ALEXANDER, Charles K; SADIKU, Matthew N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 3. ed. São Paulo: Mc Graw Hill, 2008. 901 p. ISBN: 9788586804977. NILSSON, James William; RIEDEL, Susan A; MARQUES, Arlete Simille. Circuitos elétricos. 8. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2009. 574 p. ISBN: 9788576051596. 1. a) (2+j3,464) Ω b) 5kW c) 433,5 F 2. 𝑆 𝑖 = 346𝑜 𝑉𝐴 e 𝑆 𝑣 = 25,6 − 69,8𝑜 𝑉𝐴 3. a) 3,7519,47º V b) 4,4W 4. a) 10-53,13º A b) 𝑆 = 50053,13º VA 5. a) 0,89 atrasado b) 424 F 6. 130 F 7. -633 VAr  Extras  Referências  Respostas